【并发编程挑战】死锁
死锁定义死锁是进程死锁的简称,是由Dijkstra于1965年研究银行家算法时首先提出来的。是指多个进程循环等待它方占有的资源而无限期地僵持下去的局面。系统发生死锁现象不仅浪费大量的系统资源,甚至导致整个系统崩溃,带来灾难性后果。
产生死锁原因
系统资源不足
进程推进顺序不当
资源分配不合理
死锁产生的必要条件
互斥条件:一个资源只能被一个进程或者线程使用。
请求和保持条件:一个进程或者线程,请求资源的时候发生阻塞,对已经获取的资源保持不放。
不可剥夺条件:进程或者线程以获得的资源,在未使用完成时,不能强行剥夺。
循环等待条件:若干进程或者线程形成一种头尾相接的循环等待的资源关系。
这四分条件是死锁产生的必要条件,只要发生死锁,这些条件必然成立,而只要上述条件之一不满足,就不会发生死锁。
如何避免死锁
以确定的顺序获得锁
加锁时限Lock接口提供了boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException方法,该方法可以按照固定时长等待锁,因此线程可以在获取锁超时以后,主动释放之前已经获得的所有的锁。
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【并发编程挑战】上下文切换
引言上下文切换(有时也称做进程切换或任务切换)是指 CPU 从一个进程或线程切换到另一个进程或线程。上下文切换会影响多线程执行速度。
上下文定义cpu发生进程或者线程切换时,所依赖的数据集合,比如一个函数有外部变量,函数运行时,必须获取外部变量,这些变量值的集合就是上下文。
引发问题对于CPU密集型任务,多线程处理会发生上下文切换,会影响到执行速度,如果时IO密集型,多线程技术优点尽显。
如何减少上下文切换
无锁并发编程,锁的获取与释放会发生上下文切换,多线程时会影响效率。无锁并发编程就是将数据分块,每个线程处理各自模块。比如LongAdder中部分代码。
CAS算法,并发编程时通过CAS算法更新数据,而不必加锁。如Java的atomic包下的工具类。
使用最少线程,减少不必要的线程创建,自定义线程池。
使用协程,在单线程中维护多任务调度,处理任务间切换,Golang对于协程的使用貌似很强大。
JAVA并发容器源码分析【四】LinkedBlockingQueue源码翻译
基于JDK8,LinkedBlockingQueue源码翻译
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JAVA并发容器源码分析【四】LinkedBlockingQueue的API源码分析
简单介绍一下LinkedBlockingQueue中API的源码,如构造方法,新增,获取,删除,drainTo。
构造函数LinkedBlockingQueue有三个构造方法,其中无参构造尽量少用,因为容量为Integer的最大值,操作不当会出现内存溢出。
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JAVA并发容器源码分析【四】LinkedBlockingQueue简单分析
定义与性质
LinkedBlockingQueue是一个阻塞队列,内部由两个ReentrantLock来实现出入队列的线程安全,由各自的Condition对象的await和signal来实现等待和唤醒功能。
基于单向链表的、范围任意的(其实是有界的)、FIFO 阻塞队列。
头结点和尾结点一开始总是指向一个哨兵的结点,它不持有实际数据,当队列中有数据时,头结点仍然指向这个哨兵,尾结点指向有效数据的最后一个结点。这样做的好处在于,与计数器 count 结合后,对队头、队尾的访问可以独立进行,而不需要判断头结点与尾结点的关系。
节点与属性123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778/** * Linked list node class * 链表节点内部类 */static class Node<E> { //节点 ...
JAVA并发容器源码分析【三】CopyOnWriteArrayList源码分析
定义CopyOnWrite容器即写时复制的容器。当我们往容器添加元素的时候,先将当前容器进行Copy,复制出一个新的容器,然后新的容器里添加元素,添加完元素之后,再将原容器的引用指向新的容器。
优缺点优点:读操作性能很高,比较适用于读多写少的并发场景。Java的list在遍历时,若中途有别的线程对list容器进行修改,则会抛出ConcurrentModificationException异常。而CopyOnWriteArrayList由于其”读写分离”的思想,遍历和修改操作分别作用在不同的list容器,所以在使用迭代器进行遍历时候,也就不会抛出ConcurrentModificationException异常。
缺点:
内存占用问题,执行写操作时会发生数组拷贝
无法保证实时性,Vector对于读写操作均加锁同步,可以保证读和写的强一致性。而CopyOnWriteArrayList由于其实现策略的原因,写和读分别作用在新老不同容器上,在写操作执行过程中,读不会阻塞但读取到的却是老容器的数据。
使用场景CopyOnWrite并发容器用于读多写少的并发场景。比如白名单,黑名单,商品类目的访 ...
JAVA并发容器源码分析【三】CopyOnWriteArrayList源码翻译
基于JDK1.8的CopyOnWriteArrayList的简单翻译:
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JAVA并发容器源码分析【二】ConcurrentHashMap分析之扩容
扩容触发条件:
treeifyBin方法中将链表转换成红黑树时判断table数组的长度是否小于阈值(64),如果小于就进行扩容而不是树化。
putAll方法中,会根据size大小扩容。
putVal在计数的时候,判断当前Entry数量是否超过阈值,如果超过就进行扩容
与扩容相关的常量、变量与函数123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899 /** * Minimum number of rebinnings per transfer step. Ranges are * subdivided to allow multiple resizer threads. This value * serves as a lower bound to avoi ...
JAVA并发容器源码分析【二】ConcurrentHashMap分析之初始化
JDK8的ConcurrentHashMap的初始化源码及注释:
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536/** * Initializes table, using the size recorded in sizeCtl. * 使用sizeCtl中记录的大小初始化表。 */private final Node<K,V>[] initTable() { Node<K,V>[] tab; int sc; //只要表为空,就一直循环 while ((tab = table) == null || tab.length == 0) { //如果sizeCtl小于0, if ((sc = sizeCtl) < 0) //用了yield方法后,该线程就会把CPU时间让掉,让其他或者自己的线程执行(也就是谁先抢到谁执行) Thread.yield(); // lost in ...
JAVA并发容器源码分析【二】ConcurrentHashMap分析之计数
计数操作,并发情况下好复杂。JDK8ConcurrentHashMap在插入和删除的情况下都会调用addCount方法:
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172/** * Adds to count, and if table is too small and not already * resizing, initiates transfer. If already resizing, helps * perform transfer if work is available. Rechecks occupancy * after a transfer to see if another resize is already needed * because resizings are lagging additions. * &l ...