java并发编程实践(1)intro

【0】README

0.1）本文部分文字描述转自“java并发编程实践”，旨在学习“java并发编程实践(1)intro”的相关知识；

【3】线程带来的风险

【3.1】安全性问题

1）intro：在没有充足同步的case下，多个线程的操作执行顺序是不可预测的；

2）看个荔枝：

public class UnsafeSequence
{
 private int value;
 
 public int getNext()
 {
  return value++;
 }
}

对以上代码的分析（Analysis）：上述类的问题在于：如果执行时机不对，那么两个线程在调用 getNext方法时会得到相同的值；如下图所示：

对上图的分析（Analysis）：

A1）虽然递增运算 value++ 看上去是单个操作，但事实上它包含3个独立的操作：读取value，将value加1，并将计算结果写入value；由于运行时可能将多个线程之间的操作交替执行，因此这两个线程可能同时执行读操作，从而使得他们得到相同的值，并都将这个值加1.结果就是，在不同线程的调用中返回了相同的数值；

A2）上面的交替执行示意图给出的是最糟糕的执行case：目的是为了说明，如果错误地假设程序中的操作将按照某种特定顺序来执行，那么会存在各种可能的危险；

A3）在UnsafeSequence类中说明的是一种常见的并发安全问题，称为竞态条件；因为在刚刚的荔枝中，getValue()方法是否返回唯一值，要取决于运行时对线程中操作的交替执行方式，这并不是我们希望看到的case；（干货——引入竞态条件）

3）由于多个线程要共享相同的内存地址空间，并且是并发运行，因此它们可能会访问或修改其他线程正在使用的变量；

4）当多个线程同时访问和修改相同变量时，将会在串行编程模型中引入非串行因素，而这种非串行性是很难分析的。要使多线程程序的行为可以预测，必须对共享变量的访问操作进行协同，这样才不会在线程之间发生彼此干扰。幸运的是，java 提供了各种同步机制来协同这种访问；（干货——引入对共享变量的协同访问操作）

看个荔枝）线程安全的数值序列生成器

public class SafeSequence {
 private int value;
 
 public synchronized int getNext()
 {
  return value++;
 }
}

【3.2】活跃性问题

1）定义：某件正确的事情最终会发生；

2）安全性的含义是：永远不发生最糟糕的事情，而活跃性则关注与另一个目标，即“某件正确的事情最终会发生”

3）当某个操作无法继续执行下去时，就会发生活跃性问题。在串行程序中，活跃性问题的形式之一是无意中造成的无限循环，从而使得循环之后的代码无法得到执行。

4）线程将带来一些其他活跃性问题：如，如果线程A在等待线程B 释放其特有的资源，而线程B永远都不释放该资源，那么A 就会永久地等待下去；

【3.3】性能问题

1）intro：希望正确的事情尽快发生，讲究的是效率；

2）性能问题包括多个方面：如服务时间过长，响应不灵敏，吞吐率过低，资源消耗过高，或者可伸缩性较低等；

3）线程总会带来某种程度的运行时开销：在多线程程序中，当线程调度器临时挂起活跃线程并转而运行另一个线程时，就会频繁地出现上下文切换操作，这种操作将带来极大的开销，保存和回复执行上下文，丢失局部性，并且CPU 时间将更多地花在线程调度而不是线程运行上；（干货——一个常见的荔枝，当跑hadoop的时候，发现单节点比多节点用的时间还少，就是这个原因，因为不断进行上下文切换，会带来极大的性能开销）