- 為什么要并發(fā)編程?
- 多線程并發(fā)處理會提升性能，為了讓程序運行的更快。但是，并不是啟動更多的線程能讓程序最大限度的并發(fā)執(zhí)行。
- 并發(fā)編程會面臨什么樣的問題?
- 并發(fā)編程會面臨非常多的挑戰(zhàn)，比如：上下文切換問題、死鎖問題、以及受限于硬件和軟件的資源限制問題。
2.1 什么是上下文切換？
- CPU通過時間片分配算法來循環(huán)執(zhí)行任務(wù)，當前任務(wù)執(zhí)行一個時間片后會切換到下一個任務(wù)。但是，在切換前會保存上一個任務(wù)的狀態(tài)，以便下次切換回這個任務(wù)時，可以再加載這個任務(wù)的狀態(tài)。所以任務(wù)從保存到再加載的過程就是一次上下文切換。
上下文切換會帶來什么樣的影響？
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上下文的切換會影響多線程的執(zhí)行速度
如何減少上下文切換？
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減少上下文切換的方法：無鎖并發(fā)編程、CAS算法、使用最少線程和使用協(xié)程。
無鎖并發(fā)編程：多線程競爭鎖時，會引起上下文切換，可以用一些方法來避免使用鎖。
如：將數(shù)據(jù)的ID按照Hash算法取模分段，不同的線程處理不同的數(shù)據(jù)。CAS算法：java的Atomic包使用CAS算法來更新數(shù)據(jù)，不需加鎖。
使用最少線程：避免創(chuàng)建不必要的線程，這樣就不會造成大量線程處于等待狀態(tài)。
協(xié)成：在單線程里實現(xiàn)多任務(wù)的調(diào)度，并在單線程里維持多個任務(wù)間的切換。
2.2 什么是死鎖？
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所謂死鎖是指多個進程循環(huán)等待它方占有的資源，而無限期地僵持不去的局面。
死鎖會帶來什么樣的影響？
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一旦產(chǎn)生死鎖，就會造成系統(tǒng)功能不可用。
避免死鎖常用的方法：
避免一個線程同時獲得多個鎖。 避免一個線程在鎖內(nèi)同時占用多個資源，盡量保證每個鎖只占用一個資源。
嘗試使用定時鎖，使用lock.tryLock（timeout）來替代使用內(nèi)部鎖機制。
對于數(shù)據(jù)庫鎖，加鎖和解鎖必須在一個數(shù)據(jù)庫連接里，否則會出現(xiàn)解鎖失敗的情況。2.3 什么是資源限制？
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在并發(fā)編程時，程序的執(zhí)行速度受限于計算機硬件資源或者軟件資源。
硬件資源限制有帶寬的上傳和下載速度、硬件讀寫速度和CPU的處理速度。
軟件資源限制有數(shù)據(jù)庫的連接數(shù)和Socket連接數(shù)等。資源限制引發(fā)的問題？
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并發(fā)編程的原則是將代碼中串行執(zhí)行的部分變成并發(fā)執(zhí)行，但是如果將某段串行的代碼并發(fā)執(zhí)行時，因為受限于資源，仍然在串行執(zhí)行，程序不僅不會加快，反而會更慢。
如何解決資源限制問題？
對于硬件資源限制，如使用集群并行執(zhí)行程序。例如使用ODPS、Hadoop或者自己搭建服務(wù)器集群，不同的機器處理不同的數(shù)據(jù)。
對于軟件資源受限，如使用資源池將資源復(fù)用。例如使用連接池將數(shù)據(jù)庫和Socket連接復(fù)用，或者在調(diào)用對方webservice接口獲取數(shù)據(jù)時，建立一個連接。
3.什么是線程：
- 線程是現(xiàn)代操作系統(tǒng)調(diào)度的最小單位，又叫輕量級進程，在一個進程里可以創(chuàng)建多個線程，這些線程擁有各自的計數(shù)器、堆棧和局部變量等屬性，并且能夠訪問共享的內(nèi)存變量。處理器在這些線程上高速切換，讓使用者感覺這些線程在同時執(zhí)行。而一個java程序的運行不僅僅總是main（）方法的運行，而是main線程和多個其他線程同時運行。
**為什么要使用多線程?**
> 1.隨著處理器上的核心數(shù)量越來越多，現(xiàn)在大多數(shù)計算機都比以往更加擅長并行計算，如果程序使用多線程技術(shù)，將計算邏輯分配到多個處理器核心上，就會顯著減少程序的處理時間，并且隨著處理器核心的加入而變得更有效。
2.響應(yīng)用戶請求的線程能夠盡可能快地處理完成，縮短了響應(yīng)時間，提升了用戶體驗。
**創(chuàng)建線程的目的：**
- 為了開啟一條執(zhí)行路徑，去運行指定的代碼和其他代碼實現(xiàn)并行運行。開啟線程是為了運行指定代碼，所以必須要有Thread類對象或是其子類對象。
4 創(chuàng)建線程的兩種傳統(tǒng)方式：
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（繼承Thread類，復(fù)寫run()方法；單獨實現(xiàn)Runnable接口然后把其對象傳入Thread構(gòu)造器，這兩種方法都必須調(diào)用Start來開啟線程）
4.1：創(chuàng)建Thread的子類,覆蓋其中的run方法,運行這個子類的start方法即可開啟線程
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread() {
@Override
public void run() { //重寫run（）方法
while (true) {
try {
Thread.sleep(500); //線程休眠500毫秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("1" +Thread.currentThread().getName()); //得到當前線程
System.out.println("2" +Thread.currentThread().getName());
}
};
thread.start(); //啟動線程
*4.2 創(chuàng)建Thread時傳遞一個實現(xiàn)Runnable接口的對象實例*
public static void main(String[] args) {
Thread thread2 = new Thread(new Runnable() { //傳入一個Runnable接口的實例
@Override
public void run() { //重寫run方法
while (true) {
try {
Thread.sleep(500); //線程休眠500毫秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("4" +Thread.currentThread().getName()); //得到當前線程
System.out.println("3" +Thread.currentThread().getName());
}
}
});
thread2.start(); //啟動線程
}
注：執(zhí)行線程的時候可以使用start（）方法或者是run（）方法，雖然使用run方法會達到同樣的效果，但是run是在主線程中使用的，也就是使用了當前的方法內(nèi)線程，而不是另起一個線程，這樣就達不到異步的效果。所以務(wù)必使用start（）。
- 總結(jié)：多線程并不一定會提高程序的運行效率。如：一個人同時在三張桌子做饅頭
多線程下載：并不是自己電腦快了，而是搶到更多服務(wù)器資源。例：服務(wù)器為一個客戶分配一個20K的線程下載，你用多個線程，服務(wù)器以為是多個用戶就分配了多個20K的資源給你。
