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Java高并发程序设计（一）-前言_java高并发程序涉及电子版

作者：笔触狂放9 | 2024-06-23 10:39:04

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java高并发程序涉及电子版

一，为什么需要并行？

（1）业务要求：

并行计算还出于业务模型的需要

– 并不是为了提高系统性能，而是确实在业务上需要多个执行单元。

– 比如HTTP服务器，为每一个Socket连接新建一个处理线程

– 让不同线程承担不同的业务工作

– 简化任务调度

（2）性能

需要并行的原因和说法：

Linus Torvalds ：并行计算只有在图像处理和服务端编程2个领域可以使用，并且它在这2个

领域确实有着大量广泛的使用。但是在其它任何地方，并行计算毫无建树！

摩尔定律的失效

– 预计18个月会将芯片的性能提高一倍

– Intel CEO Barret单膝下跪对取消4GHz感到抱歉

• 在2004年秋季，Intel宣布彻底取消4GHz计划

– 虽然现在已经有了4GHZ的芯片，但频率极限已经逼近

顶级计算机科学家唐纳德·尔文·克努斯

– 在我看来，这种现象(并发)或多或少是由于硬件设计者

– 已经无计可施了导致的，他们将摩尔定律失效的责任

– 推脱给软件开发者。

二，几个重要的概念

同步（synchronous）和异步（asynchronous）

并发（Concurrency）和并行（Parallelism）

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，一旦临界区资源被占用，其他线程要想使用这个资源，就必须等待。

阻塞（Blocking）和非阻塞（Non-Blocking）

阻塞和非阻塞通常用来形容多线程间的相互影响。比如一个线程占用了临界区资源，那么其它所有需要

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。此时，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

锁（Deadlock）、饥饿（Starvation）和活锁（Livelock）

锁：如A,B,C,D四辆车，每辆车都占用一条道路的资源，互相等待其它车辆释放资源，形成死锁。

活锁：如电梯遇人，A要从电梯出去，B要进来电梯，两人相互阻挡，并且同时在左右避让时（释放资源），又阻挡到对方。

并行的级别

阻塞

– 当一个线程进入临界区后，其他线程必须等待

无障碍（Obstruction-Free）

– 无障碍是一种最弱的非阻塞调度

– 自由出入临界区

– 无竞争时，有限步内完成操作

– 有竞争时，回滚数据

无锁（Lock-Free）

– 是无障碍的

– 保证有一个线程可以胜出

while (!atomicVar.compareAndSet(localVar, localVar+1))

{

localVar = atomicVar.get();

}

无等待（Wait-Free）

– 无锁的

– 要求所有的线程都必须在有限步内完成

– 无饥饿的

三，有关并行的两个重要定律

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