测试并发应用(三)监控Executor框架

声明:本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第八章, 作者: Javier Fernández González 译者:郑玉婷

监控Executor框架

Executor 框架提供从线程的创建和管理来分别实现任务来执行这些任务的机制。如果你使用一个执行者,你只需要实现 Runnable 对象并把他们发送给执行者。 执行者的责任是管理线程。当你发一个任务给执行者,它会尝试使用pooled线程来执行这个任务,来避免创建新的任务。此机制由 Executor 接口提供,它是以 ThreadPoolExecutor 类来实现的。

在这个指南,你将学习从ThreadPoolExecutor执行者可以获取的信息和如何获取这些信息。 阅读全文

happens-before俗解

学习Java并发,到后面总会接触到happens-before偏序关系。初接触玩意儿简直就是不知所云,下面是经过一段时间折腾后个人对此的一点浅薄理解,希望对初接触的人有帮助。如有不正确之处,欢迎指正。

synchronized、大部分锁,众所周知的一个功能就是使多个线程互斥/串行的(共享锁允许多个线程同时访问,如读锁)访问临界区,但他们的第二个功能 —— 保证变量的可见性 —— 常被遗忘。

为什么存在可见性问题?简单介绍下。相对于内存,CPU的速度是极高的,如果CPU需要存取数据时都直接与内存打交道,在存取过程中,CPU将一直空闲,这是一种极大的浪费,妈妈说,浪费是不好的,所以,现代的CPU里都有很多寄存器,多级cache,他们比内存的存取速度高多了。某个线程执行时,内存中的一份数据,会存在于该线程的工作存储中(working memory,是cache和寄存器的一个抽象,这个解释源于《Concurrent Programming in Java: Design Principles and Patterns, Second Edition》§2.2.7,原文:Every thread is defined to have a working memory (an abstraction of caches and registers) in which to store values. 有不少人觉得working memory是内存的某个部分,这可能是有些译作将working memory译为工作内存的缘故,为避免混淆,这里称其为工作存储,每个线程都有自己的工作存储),并在某个特定时候回写到内存。单线程时,这没有问题,如果是多线程要同时访问同一个变量呢?内存中一个变量会存在于多个工作存储中,线程1修改了变量a的值什么时候对线程2可见?此外,编译器或运行时为了效率可以在允许的时候对指令进行重排序,重排序后的执行顺序就与代码不一致了,这样线程2读取某个变量的时候线程1可能还没有进行写入操作呢,虽然代码顺序上写操作是在前面的。这就是可见性问题的由来。

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第一届淘宝并发编程比赛-多线程排序性能优化

去年一粟在淘宝内部组织了第一届淘宝并发编程比赛。

具体比赛问题请移步这里:https://github.com/Skinney/WordSorter 查看。

里面已经有可运行的代码,在一粟的机器上(RMBP 2012: 2.7 GHz Intel Core i7)运行速度如下:

16:07:49 hugo-rmbp ~/Projects/hugozhu/WordSorter/Go $ go run main.go  128 sowpods.txt out.txt
WordSort finished in <strong>335 ms</strong>

16:07:19 hugo-rmbp ~/Projects/hugozhu/WordSorter/Java $ java Sort 128 sowpods.txt out.txt
Loading contents of sowpods.txt... 170ms
Sorting... 222ms
Writing results to out.txt... 135ms

Using 128 threads, 267751 words was sorted in <strong>528</strong> milliseconds.

Java落后很多, 但看实现I/O部分耗费了一半多的时间,我们可以来优化一下Java实现:提高一下I/O性能,或者试一下Fork/Join框架,请大家都试试,把优化结果贴上来比较。 阅读全文

AbstractQueuedSynchronizer的介绍和原理分析

感谢同事【魏鹏】投递本稿。 Dedicate to Molly.

简介

提供了一个基于FIFO队列,可以用于构建锁或者其他相关同步装置的基础框架。该同步器(以下简称同步器)利用了一个int来表示状态,期望它能够成为实现大部分同步需求的基础。使用的方法是继承,子类通过继承同步器并需要实现它的方法来管理其状态,管理的方式就是通过类似acquire和release的方式来操纵状态。然而多线程环境中对状态的操纵必须确保原子性,因此子类对于状态的把握,需要使用这个同步器提供的以下三个方法对状态进行操作:

  • java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.getState()
  • java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.setState(int)
  • java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.compareAndSetState(int, int)

子类推荐被定义为自定义同步装置的内部类,同步器自身没有实现任何同步接口,它仅仅是定义了若干acquire之类的方法来供使用。该同步器即可以作为排他模式也可以作为共享模式,当它被定义为一个排他模式时,其他线程对其的获取就被阻止,而共享模式对于多个线程获取都可以成功。

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《多核编程的艺术》读书笔记

感谢网友 郑思遥 投递本稿。

这份笔记是我2013年下半年以来读“The Art of Multiprocessor Programming”这本书的读书笔记。目前有关共享内存并发同步相关的书籍并不多,但是学术文献却不少,跨越的时间范围也非常长,说明人们一直在做出努力。

这本书是这个领域的好书,作为一本好书,它总结了这个领域自发展以来的大量重要成果,介绍了共享内存同步的基本理论,并介绍了大量并发算法和数据结构(主要是无锁算法),包括并发队列、栈、链表、计数器、排序网络、散列、跳表、优先队列等。

更为重要的是,本书的作者之一Maurice Herlihy就是并发同步领域的泰斗级人物,本身提出了无等待同步的基本理论,还提出了不少重要的无锁算法,因此这本书的权威性和重要性毋庸置疑。为了加深自己对重要概念的理解,同时受到Hawstein的“把《编程珠玑》读薄”这篇博文的启发和刘未鹏《暗时间》的影响,我决定用自己的语言把这本书的重要内容复述一遍,其中也加入了自己的一些想法和理解,希望这份笔记能对这本书的其他读者有帮助,也希望能对所有对共享内存同步的朋友们有帮助,这份笔记本身也能作为共享内存式同步的教程,但是笔记本身不能取代原书。 阅读全文

基于锁的并发算法 vs 无锁的并发算法

原文链接 作者:Martin Thompson  译者:曹姚君 校对: 方腾飞

上周在由Heinz Kabutz通过JCrete 组织的开放空间会议(unconference)上,我参加一个新的java规范 JSR166 StampedLock的审查会议。StampedLock 是为了解决多个readers 并发访问共享状态时,系统出现的内存地址竞争问题。在设计上通过使用乐观的读操作,StampedLock 比ReentrantReadWriteLock 更加高效;

在会议期间,我突然意思到两点:

  • 第一、我想是时候该去回顾java中锁的实现的现状。
  • 第二、虽然StampedLock 看上去是JDK很好的补充,但是它视乎忽略了一个事实,即在多个reader的场景里,无锁的算法通常是更好的解决方案。

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WildFly评估之WildFly的模块化系统

Wildfly_logo

感谢朋友【吴杰】投递本文。

WildFly,前身是JBoss AS,从V8开始为区别于JBoss EAP,更名为WildFly。Wildfly 8主要具备如下特性:

  • Java EE7的参考实现(2013年7月止尚未得到Java EE7兼容认证)
  • 启动速度更快,占用内存更少
  • 模块化(JSR294)设计
  • 统一配置管理
  • 分布式domain管理

本文主要讨论一下WildFly 8的模块化系统。

WildFly之所以启动很快,模块化组件jboss-modules功不可没。作为OSGi和Jigsaw(JSR 294 http://jcp.org/en/jsr/detail?id=294)“夹击”之下的衍生物,与jboss-msc成为WildFly的全新内核。 阅读全文

JVM性能优化, Part 5:Java的伸缩性

感谢朋友【吴杰】投递本文。

JVM性能优化系列文章由Eva Andearsson在javaworld上发表共计5篇文章,ImportNew上有前4篇译文。本文(第5篇)由吴杰翻译自:javaworld 。

很多程序员在解决JVM性能问题的时候,花开了很多时间去调优应用程序级别的性能瓶颈,当你读完这本系列文章之后你会发现我可能更加系统地看待这类的问题。我说过JVM的自身技术限制了Java企业级应用的伸缩性。首先我们先列举一些主导因素。

  • 主流的硬件服务器提供了大量的内存
  • 分布式系统有大量内存的需求,而且该需求在持续增长
  • 一个普通Java应用程序所持有的对空间大概在1GB~4GB,这远远低于一个硬件服务器的内存管理能力以及一个分布式应用程序的内存需求量。这被称之为Java内存墙,如下图所示(图中表述Java应用服务器和常规Java应用的内存使用量的演变史)。

图 1 Java内存墙(1980~2010)

Java内存墙

Java内存墙

上图源自:Azul Systems 阅读全文

JVM 内部运行线程介绍

感谢同事[觉梦]投递此稿。

hi,all

最近抽时间把JVM运行过程中产生的一些线程进行了整理,主要是围绕着我们系统jstack生成的文件为参照依据。  前段时间因为系统代码问题,造成性能瓶颈,于是就dump了一份stack出来进行分析。  stack 里面线程非常多,排查起来需要一定的经验,所以,对它们有一定了解,可以提高排查问题的效率。  现在网上资料也不是特别全,所以,导致很多新人在拿到一个stack文件之后,也不知知道从何看起。 下面我把这次整理的一些个人认为比较常见的线程列出来。 阅读全文

双重检查锁定与延迟初始化

本文属于作者原创,原文发表于InfoQ:http://www.infoq.com/cn/articles/double-checked-locking-with-delay-initialization

双重检查锁定的由来

在java程序中,有时候可能需要推迟一些高开销的对象初始化操作,并且只有在使用这些对象时才进行初始化。此时程序员可能会采用延迟初始化。但要正确实现线程安全的延迟初始化需要一些技巧,否则很容易出现问题。比如,下面是非线程安全的延迟初始化对象的示例代码:

public class UnsafeLazyInitialization {
    private static Instance instance;

    public static Instance getInstance() {
        if (instance == null)          //1:A线程执行
            instance = new Instance(); //2:B线程执行
        return instance;
    }
}

在UnsafeLazyInitialization中,假设A线程执行代码1的同时,B线程执行代码2。此时,线程A可能会看到instance引用的对象还没有完成初始化(出现这种情况的原因见后文的“问题的根源”)。 阅读全文

测试并发应用(二)监控Phaser类

声明:本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第八章, 作者: Javier Fernández González 译者:郑玉婷

监控Phaser类

Java 并发 API 提供的其中一个最复杂且强大的功能是使用 Phaser 类来执行同步phased任务。当有些任务可以分成步骤执行时,此机制是很有用的。Phaser类提供的同步线程机制是在每个步骤的末端, 所以全部的线程都完成第一步后,才能开始执行第二步。

在这个指南,你将学习如何从Phaser类获取其状态信息。
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测试并发应用 (一)监控Lock接口

声明:本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第八章, 作者: Javier Fernández González 译者:郑玉婷  

校对:方腾飞

监控Lock接口

Lock 接口是Java 并发 API提供的最基本的机制来同步代码块。它允许定义临界区。临界区是代码块可以共享资源,但是不能被多个线程同时执行。此机制是通过Lock 接口和 ReentrantLock 类实现的。

在这个指南,你将学习从Lock对象可以获取的信息和如何获取这些信息。 阅读全文

C++11 并发编程指南——前言

开场白:前一段时间(大概在8月初)开始写 《C++11 并发编程指南》(最早更新于:http://www.cnblogs.com/haippy),但是由于个人能力有限,加上 9 月初到现在一直在忙着找工作(革命尚未成功),精力有限,难免出现错误,希望读者不吝指正。

另外,这是我在并发编程网上写的第一篇文章,终于迈开了第一步。受@腾飞同学的鼓励,后续我会在本站持续更新与 C++ 并发编程(尤其是C++11并发编程)相关的文章,但由于个人水平有限,希望读者指出我的错误,并多多包涵 😉

最后,个人一直在 Github上 更新 《C++11 并发编程指南》,目前已经完成了 C++11 新标准中与原子操作和多线程相关的内容,如果你对此感兴趣,也欢迎你加入进来,传播知识,方便他人。 阅读全文

第八章- 测试并发应用(引言)

声明:本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第八章, 作者: Javier Fernández González 译者:郑玉婷

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测试并发应用

章节提要:

  • 监控Lock接口
  • 监控Phaser类
  • 监控执行者框架
  • 监控Fork/Join池
  • 编写有效的日志
  • FindBugs分析并发代码
  • 配置Eclipse来调试并发代码
  • 配置NetBeans来调试并发代码
  • MultithreadedTC测试并发代码

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线程同步工具(六)控制并发阶段性任务的改变

声明:本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第三章, 作者: Javier Fernández González 译者:郑玉婷

控制并发阶段性任务的改变

Phaser 类提供每次phaser改变阶段都会执行的方法。它是 onAdvance() 方法。它接收2个参数:当前阶段数和注册的参与者数;它返回 Boolean 值,如果phaser继续它的执行,则为 false;否则为真,即phaser结束运行并进入 termination 状态。

如果注册参与者为0,此方法的默认的实现值为真,要不然就是false。如果你扩展Phaser类并覆盖此方法,那么你可以修改它的行为。通常,当你要从一个phase到另一个,来执行一些行动时,你会对这么做感兴趣的。

在这个指南,你将学习如何控制phaser的 phase的改变,通过实现自定义版本的 Phaser类并覆盖 onAdvance() 方法来执行一些每个phase 都会改变的行动。你将要实现一个模拟测验,有些学生要完成他们的练习。全部的学生都必须完成同一个练习才能继续下一个练习。 阅读全文

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