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并发编程开发随着互联网的不断发展而被越来越多的程序员掌握,今天我们就通过案例分析来简单了解一下,Java高并发编程需要掌握哪些知识。
高并发高并发
它是互联网分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一,通常是指,保证系统能够同时并行化处理海量请求
同步和异步
同步:发送一个请求,等待返回,然后再发送下一个请求。提交请求->等待服务器处理->处理完返回,此期间客户端浏览器不能干任何事
异步:发送一个请求,不等待返回,随时可以再发送下一个请求。提交请求->服务器处理(这时浏览器仍然可以做其他事情)->处理完毕
随着实时间的轨迹,同步一步一步的执行着,在异步中,当一个异步过程调用发出后,调用者不能立即得到结果,实际上会开启一个线程执行这部分内容,这个线程处理完了之后,通过状态,通知和回调来通知调用者来处理。
并发和并行
单核CPU(单处理器)上,只可能存在并发而不可能存在并行。并行在多处理器系统中存在,而并发可以在单处理器和多处理器系统中都存在,并发能够在单处理器系统中存在是因为并发是并行的假象,并行要求程序能够同时执行多个操作,而并发只是要求程序假装同时执行多个操作(每个小时间片执行一个操作,多个操作快速切换执行
临界区
临界区用来表示一种公共资源或者说是共享数据,可以被多个线程使用,但是每一次,只能有一个线程使用它,一旦临界去资源被占用,其他线程想要使用这个资源,就必须等待。
阻塞和非阻塞
阻塞(Blocking)和非阻塞(Non-Blocking)通常用来形容多线程间的相互影响,比如一个线程占用临界区资源,那么其他所有需要这个资源的线程就必须在这个临界区中进行等待,等待会导致线程挂起,这种情况就是阻塞。如果占用资源的线程一直不愿意释放资源,那么其它所有阻塞在这个临界区上的线程都不能工作。
非阻塞允许多个线程同时进入临界区。
死锁、饥饿、活锁
死锁:指两个或两个以上的进程(或线程)在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。
互斥条件:线程对资源的访问是排他性的,如果一个线程对占用了某资源,那么其他线程必须处于等待状态,直到资源被释放。请求和保持条件:线程T1至少已经保持了一个资源R1占用,但又提出对另一个资源R2请求,而此时,资源R2被其他线程T2占用,于是该线程T1也必须等待,但又对自己保持的资源R1不释放。不剥夺条件:线程已获得的资源,在未使用完之前,不能被其他线程剥夺,只能在使用完以后由自己释放。环路等待条件:在死锁发生时,必然存在一个“进程-资源环形链”,即:{p0,p1,p2,…pn},进程p0(或线程)等待p1占用的资源,p1等待p2占用的资源,pn等待p0占用的资源。(直观的理解是,p0等待p1占用的资源,而p1而在等待p0占用的资源,于是两个进程就相互等待
活锁:指线程T1可以使用资源,但它很礼貌,让其他线程先使用资源,线程T2也可以使用资源,但它很绅士,也让其他线程先使用资源。这样你让我,我让你,后两个线程都无法使用资源。
在街上遇到一妹子,刚好她朝着你的反方向走,与你正面碰到,你们都想让彼此过去。你往左边移,她也往左边移,两人还是无法过去。这时你往右边移,她也往右边移,如此循环下去。
饥饿:指如果线程T1占用了资源R,线程T2又请求封锁R,于是T2等待。T3也请求资源R,当T1释放了R上的封锁后,系统先批准了T3的请求,T2仍然等待。然后T4又请求封锁R,当T3释放了R上的封锁之后,系统又批准了T4的请求……,T2可能永远等待。
有两条道A和B上都堵满了车辆,其中A道堵的时间长,B相对相对堵的时间较短,这时,前面道路已疏通,交警按照佳分配原则,示意B道上车辆先过,B道路上过了一辆又一辆,A道上排队时间长的确没法通过,只能等B道上没有车辆通过的时候再等交警发指令让A道依次通过,这也就是ReentrantLock显示锁里提供的不公平锁机制(当然了,ReentrantLock也提供了公平锁的机制,由用户根据具体的使用场景而决定到底使用哪种锁策略),不公平锁能够提高吞吐量但不可避免的会造成某些线程的饥饿。
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