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如何优雅的使用和理解线程池

前言

平时接触过多线程开发的童鞋应该都或多或少了解过线程池,之前发布的《阿里巴巴 Java 手册》里也有一条:

可见线程池的重要性。

简单来说使用线程池有以下几个目的:

  • 线程是稀缺资源,不能频繁的创建。
  • 解耦作用;线程的创建于执行完全分开,方便维护。
  • 应当将其放入一个池子中,可以给其他任务进行复用。

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并发编程之——读锁源码分析(解释关于锁降级的争议)

1. 前言

在前面的文章 并发编程之——写锁源码分析中,我们分析了 1.8 JUC 中读写锁中的写锁的获取和释放过程,今天来分析一下读锁的获取和释放过程,读锁相比较写锁要稍微复杂一点,其中还有一点有争议的地方——锁降级

今天就来解开迷雾。

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并发性能优化 – 降低锁粒度

原文链接  作者:Adrianos Dadis 译者:买蓉(sky.mairong@gmail.com) 校对:方腾飞

在高负载多线程应用中性能是非常重要的。为了达到更好的性能,开发者必须意识到并发的重要性。当我们需要使用并发时, 常常有一个资源必须被两个或多个线程共享。

在这种情况下,就存在一个竞争条件,也就是其中一个线程可以得到锁(锁与特定资源绑定),其他想要得到锁的线程会被阻塞。这个同步机制的实现是有代价的,为了向你提供一个好用的同步模型,JVM和操作系统都要消耗资源。有三个最重要的因素使并发的实现会消耗大量资源,它们是:

  • 上下文切换
  • 内存同步
  • 阻塞

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Java类锁和对象锁实践

感谢[jiehao]同学的投稿,投稿可将文章发送到tengfei@ifeve.com

类锁和对象锁是否会冲突?对象锁和私有锁是否会冲突?通过实例来进行说明。

一、相关约定

为了明确后文的描述,先对本文涉及到的锁的相关定义作如下约定:

1. 类锁:在代码中的方法上加了static和synchronized的锁,或者synchronized(xxx.class)的代码段,如下文中的increament();

2.对象锁:在代码中的方法上加了synchronized的锁,或者synchronized(this)的代码段,如下文中的synOnMethod()和synInMethod();

3.私有锁:在类内部声明一个私有属性如private Object lock,在需要加锁的代码段synchronized(lock),如下文中的synMethodWithObj()。

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Java锁的种类以及辨析(三):阻塞锁

下载作者:山鸡

锁作为并发共享数据,保证一致性的工具,在JAVA平台有多种实现(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利,但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA下常见的锁名称以及特性,为大家答疑解惑。

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Java锁的种类以及辨析

下载

作者:山鸡

锁作为并发共享数据,保证一致性的工具,在JAVA平台有多种实现(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利,但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA中常见的锁以及其特性,为大家答疑解惑。

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Ticket Lock的Relaxed Atomics优化

原文地址 作者:Pedro Ramalhete,译者:周可人,校对:梁海舰

Tick lock是mutual lock的一种简单实现:

http://web.mit.edu/6.173/www/currentsemester/readings/R06-scalable-synchronization-1991.pdf

它是由John Mellor-Crummey和Michael Scott在1991年提出的(pdf中2.2节),感谢C++11和C11中新的内存模型,我们可以对单个变量进行具有屏障或者不具有屏障的原子操作。当屏障没有使用,只有原子性保证时,我们称之为“relaxed atomic”:

http://en.cppreference.com/w/cpp/atomic/memory_order

注意在C11/C++11内存模型中,一个原子变量并不具有内在的“顺序一致性”或者“relaxed”性质,然而我们可以在每次访问的时选择它的行为。

原子修饰符只能保证原子性,即这个变量会被单步读或写。其他语言,如Java和Scala则不同,它们可以保证几乎所有的原生类型提供原子性保证,从而表现为“relaxed atomic”。并且,所有被声明为顺序一致性的变量可以在整个程序中保持性质(除非在Java中使用sun.misc.unsafe)。尽管这个细微的差异可能看起来并不重要,但是当我们的目标是从同步或是并发算法中挖掘最大性能时,就需要关注这个差异了。

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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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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

定制并发类(九)实现一个自定义的Lock类

声明:本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第七章,作者: Javier Fernández González     译者:许巧辉

实现一个自定义的Lock类

锁是Java并发API提供的基本同步机制之一。它允许程序员保护代码的临界区,所以,在某个时刻只有一个线程能执行这个代码块。它提供以下两种操作:

  • lock():当你想要访问一个临界区时,调用这个方法。如果有其他线程正在运行这个临界区,其他线程将阻塞,直到它们被这个锁唤醒,从而获取这个临界区的访问。
  • unlock():你在临界区的尾部调用这个方法,允许其他线程访问这个临界区。

在Java并发API中,锁是在Lock接口及其一些实现类中声明的,比如ReentrantLock类。

在这个指南中,你将学习如何实现你自己的Lock对象,它将实现一个实现了Lock接口并可用来保护临界区的类。

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基本线程同步(八)在Lock中使用多个条件

声明:本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第二章,作者: Javier Fernández González     译者:许巧辉 校对:方腾飞

在Lock中使用多个条件

一个锁可能伴随着多个条件。这些条件声明在Condition接口中。 这些条件的目的是允许线程拥有锁的控制并且检查条件是否为true,如果是false,那么线程将被阻塞,直到其他线程唤醒它们。Condition接口提供一种机制,阻塞一个线程和唤醒一个被阻塞的线程。

在并发编程中,生产者与消费者是经典的问题。我们有一个数据缓冲区,一个或多个数据生产者往缓冲区存储数据,一个或多个数据消费者从缓冲区中取出数据,正如在这一章中前面所解释的一样。

在这个指南中,你将学习如何通过使用锁和条件来实现生产者与消费者问题。 阅读全文

基本线程同步(七)修改Lock的公平性

声明:本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第二章,作者: Javier Fernández González  译者:许巧辉 校对:方腾飞

修改Lock的公平性

在ReentrantLock类和 ReentrantReadWriteLock类的构造器中,允许一个名为fair的boolean类型参数,它允许你来控制这些类的行为。默认值为 false,这将启用非公平模式。在这个模式中,当有多个线程正在等待一把锁(ReentrantLock或者 ReentrantReadWriteLock),这个锁必须选择它们中间的一个来获得进入临界区,选择任意一个是没有任何标准的。true值将开启公平 模式。在这个模式中,当有多个线程正在等待一把锁(ReentrantLock或者ReentrantReadWriteLock),这个锁必须选择它们 中间的一个来获得进入临界区,它将选择等待时间最长的线程。考虑到之前解释的行为只是使用lock()和unlock()方法。由于tryLock()方 法并不会使线程进入睡眠,即使Lock接口正在被使用,这个公平属性并不会影响它的功能。

在这个指南中,我们将修改使用Lock同步代码块食谱示例来使用这个属性,并且观察公平与非公平模式之间的差别。 阅读全文

基本线程同步(六)使用读/写锁同步数据访问

声明:本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第二章,作者: Javier Fernández González     译者:许巧辉

使用读/写锁同步数据访问

锁所提供的最重要的改进之一就是ReadWriteLock接口和唯一 一个实现它的ReentrantReadWriteLock类。这个类提供两把锁,一把用于读操作和一把用于写操作。同时可以有多个线程执行读操作,但只有一个线程可以执行写操作。当一个线程正在执行一个写操作,不可能有任何线程执行读操作。

在这个指南中,你将会学习如何使用ReadWriteLock接口实现一个程序,使用它来控制访问一个存储两个产品价格的对象。 阅读全文

基本线程同步(五)使用Lock同步代码块

声明:本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第二章,作者: Javier Fernández González     译者:许巧辉 校对:方腾飞

使用Lock同步代码块

Java提供另外的机制用来同步代码块。它比synchronized关键字更加强大、灵活。它是基于Lock接口和实现它的类(如ReentrantLock)。这种机制有如下优势:

  • 它允许以一种更灵活的方式来构建synchronized块。使用synchronized关键字,你必须以结构化方式得到释放synchronized代码块的控制权。Lock接口允许你获得更复杂的结构来实现你的临界区。
  • Lock 接口比synchronized关键字提供更多额外的功能。新功能之一是实现的tryLock()方法。这种方法试图获取锁的控制权并且如果它不能获取该锁,是因为其他线程在使用这个锁,它将返回这个锁。使用synchronized关键字,当线程A试图执行synchronized代码块,如果线程B正在执行它,那么线程A将阻塞直到线程B执行完synchronized代码块。使用锁,你可以执行tryLock()方法,这个方法返回一个 Boolean值表示,是否有其他线程正在运行这个锁所保护的代码。
  • 当有多个读者和一个写者时,Lock接口允许读写操作分离。
  • Lock接口比synchronized关键字提供更好的性能。

在这个指南中,你将学习如何通过锁来同步代码块和通过Lock接口及其实现者ReentrantLock类来创建临界区,实现一个程序来模拟打印队列。
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深入理解并行编程-锁

原文链接    作者:paul    译者:谢宝友,鲁阳,陈渝

在过去几十年并发研究领域的出版物中,锁总是扮演着坏人的角色,锁背负的指控包括引起死锁、锁封护(luyang注:lock convoying,多个同优先级的线程重复竞争同一把锁,此时大量虽然被唤醒而得不到锁的线程被迫进行调度切换,这种频繁的调度切换相当影响系统性能)、饥饿、不公平、data races以及其他许多并发带来的罪孽。有趣的是,在共享内存并行软件中真正承担重担的是——你猜对了——锁。

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图1.1:锁:坏人还是懒汉? 阅读全文

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