并行运算总结(2008)

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1. 传统 java.util 中的集合类都是 fail-fast
2. java.concurrent 中的集合类都是 weakly-consistent
2. fail-fast or weakly-consistent
4. Synchronizer
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1. Queue 通常可以替代 List，来获得更好的性能.
    Queue 的类是：
    LinkedList 已经进行了改进来实现 Queue。
    PriorityQueue 非线程安全的优先级对列（堆）实现，根据自然顺序或比较器返回元素。
    ConcurrentLinkedQueue 快速、线程安全的、无阻塞 FIFO 队列。
    ConcurrentLinkedQueue 类实现先进先出（first-in-first-out，FIFO）队列，而 PriorityQueue 类实现优先级队列（也称为堆），它对于构建调度器非常有用，调度器必须按优先级或预期的执行时间执行任务。

2. java.util.concurrent 包添加了多个新的线程安全集合类（ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList 和 CopyOnWriteArraySet）。这些类的目的是提供高性能、高度可伸缩性、线程安全的基本集合类型版本。

3. CopyOnWriteArrayList 类通过每次添加或删除元素时创建支持数组的新副本，避免了这个问题，但是进行中的迭代保持对创建迭代器时的当前副本进行操作。虽然复制也会有一些成本，但是在许多情况下，迭代要比修改多得多，在这些情况下，写入时复制要比其他备用方法具有更好的性能和并发性。

3. ConcurrentHashMap 是 Hashtable或 Collections.synchronizedMap(new HashMap()) 的简单替换。然而，其中有一个显著不同，即 ConcurrentHashMap 实例中的同步不锁定映射进行独占使用。

4. 线程池大小的设置：
   WT 表示每项任务的平均等待时间，ST 表示每项任务的平均服务时间（计算时间）。则 WT/ST 是每项任务等待所用时间的百分比。对于 N 处理器系统，池中可以近似有 N*(1+WT/ST) 个线程。

5. 使用 Future 构建缓存

6. Synchronizer 类的结构点
   CyclicBarrier 类可以帮助同步，它允许一组线程等待整个线程组到达公共屏障点。CyclicBarrier 是使用整型变量构造的，其确定组中的线程数。当一个线程到达屏障时（通过调用 CyclicBarrier.await()），它会被阻塞，直到所有线程都到达屏障，然后在该点允许所有线程继续执行。该操作与许多家庭逛商业街相似 —— 每个家庭成员都自己走，并商定 1:00 在电影院集合。当您到电影院但不是所有人都到了时，您会坐下来等其他人到达。然后所有人一起离开。


7.Lock
  ReentrantLock ，synchronized 的扩展，synchronized unlock 是在syn块结束后自动释放，而ReentrantLock 提供了自定义的unlock方式，可以在特定地方unlock.  因为锁定失误（忘记释放锁定）的风险，所以对于基本锁定，强烈建议您继续使用 synchronized


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Hashtable 与 ConcurrentHashMap

作为可伸缩性的例子，ConcurrentHashMap 实现设计的可伸缩性要比其线程安全的上一代 Hashtable 的可伸缩性强得多。Hashtable 一次只允许一个线程访问 Map；ConcurrentHashMap 允许多个读者并发执行，读者与写入者并发执行，以及一些写入者并发执行。因此，如果许多线程频繁访问共享映射，使用 ConcurrentHashMap 的总的吞吐量要比使用 Hashtable 的好。

下表大致说明了 Hashtable 和 ConcurrentHashMap 之间的可伸缩性差别。在每次运行时，N 个线程并发执行紧密循环，它们从 Hashtable 或 ConcurrentHashMap 中检索随即关键字，60% 的失败检索将执行 put() 操作，2% 的成功检索执行 remove() 操作。测试在运行 Linux 的双处理器 Xeon 系统中执行。数据显示 10,000,000 个迭代的运行时间，对于 ConcurrentHashMap，标准化为一个线程的情况。可以看到直到许多线程，ConcurrentHashMap 的性能仍保持可伸缩性，而 Hashtable 的性能在出现锁定竞争时几乎立即下降。

与通常的服务器应用程序相比，这个测试中的线程数看起来很少。然而，因为每个线程未进行其他操作，仅是重复地选择使用该表，所以这样可以模拟在执行一些实际工作的情况下使用该表的大量线程的竞争。

线程 ConcurrentHashMap Hashtable
1 1.0    1.51
2 1.44   17.09
4 1.83   29.9
8 4.06   54.06
16 7.5   119.44
32 15.32 237.2