摘要：由于临界区的存在，多线程之间的并发必须受到控制。对于非公平锁来说，系统允许高优先级的线程插队。这样有可能导致低优先级线程产生饥饿。它要求所有线程都必须在有限步内完成，这样不会引起饥饿问题。
由于临界区的存在，多线程之间的并发必须受到控制。根据控制并发的策略，我们可以把并发的级别分为阻塞、无饥饿、无障碍、无锁、无等待几种。
阻塞一个线程是阻塞的，那么在其他线程释放资源之前，当前线程无法继续执行。当我们使用synchronized关键字或者重入锁时，我们得到的就是阻塞的线程。
synchronize关键字和重入锁都试图在执行后续代码前，得到临界区的锁，如果得不到，线程就会被挂起等待，直到占有了所需资源为止。
无饥饿(Starvation-Free)如果线程之间是有优先级的，那么线程调度的时候总是会倾向于先满足高优先级的线程。也就是说，对于同一个资源的分配，是不公平的！图1.7中显示了非公平锁与公平锁两种情况(五角星表示高优先级线程)。对于非公平锁来说，系统允许高优先级的线程插队。这样有可能导致低优先级线程产生饥饿。但如果锁是公平的，按照先来后到的规则，那么饥饿就不会产生，不管新来的线程优先级多高，要想获得资源，就必须乖乖排队，这样所有的线程都有机会执行。
无障碍(Obstruction-Free)无障碍是一种最弱的非阻塞调度。两个线程如果无障碍地执行，那么不会因为临界区的问题导致一方被挂起。换言之，大家都可以大摇大摆地进入临界区了。那么大家一起修改共享数据，把数据改坏了怎么办呢？对于无障碍的线程来说，一旦检测到这种情况，它就会立即对自己所做的修改进行回滚，确保数据安全。但如果没有数据竞争发生，那么线程就可以顺利完成自己的工作，走出临界区。
如果说阻塞的控制方式是悲观策略，也就是说，系统认为两个线程之间很有可能发生不幸的冲突，因此以保护共享数据为第一优先级，相对来说，非阻塞的调度就是一种乐观的策略。它认为多个线程之间很有可能不会发生冲突，或者说这种概率不大。因此大家都应该无障碍地执行，但是一旦检测到冲突，就应该进行回滚。
从这个策略中也可以看到，无障碍的多线程程序并不一定能顺畅运行。因为当临界区中存在严重的冲突时，所有的线程可能都会不断地回滚自己的操作，而没有一个线程可以走出临界区。这种情况会影响系统的正常执行。所以，我们可能会非常希望在这一堆线程中，至少可以有一个线程能够在有限的时间内完成自己的操作，而退出临界区。至少这样可以保证系统不会在临界区中进行无限的等待。
一种可行的无障碍实现可以依赖一个"一致性标记"来实现。线程在操作之前，先读取并保存这个标记，在操作完成后，再次读取，检查这个标记是否被更改过，如果两者是一致的，则说明资源访问没有冲突。如果不一致，则说明资源可能在操作过程中与其他线程冲突，需要重试操作。而任何对资源有修改操作的线程，在修改数据前，都需要更新这个一致性标记，表示数据不再安全。
数据库中乐观锁，应该比较熟悉，表中需要一个字段version(版本号)，每次更新数据version+1，更新的时候将版本号作为条件进行更新，根据更新影响的行数判断更新是否成功，伪代码如下：
1.查询数据，此时版本号为w_v
2.打开事务
3.做一些业务操作
4.update t set version = version+1 where id = 记录id and version = w_v;//此行会返回影响的行数c
5.
if(c>0){
//提交事务
}else{
//回滚事务
}
多个线程更新同一条数据的时候，数据库会对当前数据加锁，同一时刻只有一个线程可以执行更新语句。
无锁(Lock-Free)无锁的并行都是无障碍的。在无锁的情况下，所有的线程都能尝试对临界区进行访问，但不同的是，无锁的并发保证必然有一个线程能够在有限步内完成操作离开临界区。
在无锁的调用中，一个典型的特点是可能会包含一个无穷循环。在这个循环中，线程会不断尝试修改共享变量。如果没有冲突，修改成功，那么程序退出，否则继续尝试修改。但无论如何，无锁的并行总能保证有一个线程是可以胜出的，不至于全军覆没。至于临界区中竞争失败的线程，他们必须不断重试，直到自己获胜。如果运气很不好，总是尝试不成功，则会出现类似饥饿的先写，线程会停止。
下面就是一段无锁的示意代码，如果修改不成功，那么循环永远不会停止。
while(!atomicVar.compareAndSet(localVar, localVar+1)){
localVal = atomicVar.get();
}
无等待
无锁只要求有一个线程可以在有限步内完成操作，而无等待则在无锁的基础上更进一步扩展。它要求所有线程都必须在有限步内完成，这样不会引起饥饿问题。如果限制这个步骤的上限，还可以进一步分解为有界无等待和线程数无关的无等待等几种，他们之间的区别只是对循环次数的限制不同。
一种典型的无等待结果就是RCU(Read Copy Update)。它的基本思想是，对数据的读可以不加控制。因此，所有的读线程都是无等待的，它们既不会被锁定等待也不会引起任何冲突。但在写数据的时候，先获取原始数据的副本，接着只修改副本数据(这就是为什么读可以不加控制)，修改完成后，在合适的时机回写数据。
喜欢就关注我吧文章版权归作者所有，未经允许请勿转载,若此文章存在违规行为，您可以联系管理员删除。
转载请注明本文地址：https://www.ucloud.cn/yun/75880.html
摘要：方法由两个参数，表示期望的值，表示要给设置的新值。操作包含三个操作数内存位置预期原值和新值。如果处的值尚未同时更改，则操作成功。中就使用了这样的操作。上面操作还有一点是将事务范围缩小了，也提升了系统并发处理的性能。 这是java高并发系列第21篇文章。 本文主要内容 从网站计数器实现中一步步引出CAS操作 介绍java中的CAS及CAS可能存在的问题 悲观锁和乐观锁的一些介绍及数据库...
摘要：有三种状态运行关闭终止。类类，提供了一系列工厂方法用于创建线程池，返回的线程池都实现了接口。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，在提交新任务，任务将会进入等待队列中等待。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。 这是java高并发系列第19篇文章。 本文主要内容 介绍Executor框架相关内容 介绍Executor 介绍ExecutorService 介绍线程池ThreadP...
摘要：一旦等到期望的事件，线程就会再次进入运行状态。表示结束状态，线程执行完毕之后进入结束状态。一个进程可以包括多个线程。 进程 进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。 进程具有的特征： 动态性：进程是程序的一次执行过程，是临时的，有生命期的，是动态...
摘要：我们需要先了解这些概念。在中，其表现在对于共享变量的某些操作，是不可分的，必须连续的完成。有序性有序性指的是程序按照代码的先后顺序执行。 JMM(java内存模型)，由于并发程序要比串行程序复杂很多，其中一个重要原因是并发程序中数据访问一致性和安全性将会受到严重挑战。如何保证一个线程可以看到正确的数据呢？这个问题看起来很白痴。对于串行程序来说，根本就是小菜一碟，如果你读取一个变量，这个...
摘要：阿姆达尔定律定律是计算机科学中非常重要的定律。它定义了串行系统并行化后的加速比的计算公式和理论上线。需要从根本上修改程序的串行行为，提高系统内可并行化的模块比重，在此基础上，合理增加并行处理器数量，才能以最小的投入，得到最大的加速比。 有关为什么要使用并行程序的问题前面已经进行了简单的探讨。总的来说，最重要的应该是处于两个目的。 第一，为了获得更好的性能； 第二，由于业务模型的需要，确...
阅读 2454·2021-11-16 11:45
阅读 2422·2021-10-11 10:59
阅读 2233·2021-10-08 10:05
阅读 3722·2021-09-23 11:30
阅读 2331·2021-09-07 09:58
阅读 754·2019-08-30 15:55
阅读 750·2019-08-30 15:53
阅读 1906·2019-08-29 17:00
