并发编程的挑战

并发编程的挑战，整理了上下文切换、死锁、资源限制的挑战的内容，希望这份脑图会对你有所帮助。

并发编程的挑战

• 上下文切换
  • 上下文切换的时机
    • 1.线程的时间片耗尽
    • 线程在时间片耗尽之前阻塞或结束
  • 串行执行一定比并发执行快吗？
    • 不一定，在并发量较少的时候，上下文切换和线程的创建会带来性能的消耗
  • 如何减少上下文切换
    • 无锁并发编程
    • CAS机制
      • CAS是一种无锁的并发技术，不会引起线程阻塞，因此也不会引起上下文切换
    • 使用最少线程
      • 能不创建线程就不创建线程
    • 使用协程
      • 在一个线程内实现多任务的调度
• 死锁
  • 产生死锁的4个必要条件，缺一不可
    • 互斥条件
    • 保持和请求
    • 循环等待
    • 不可剥夺
  • dump线程的使用：查看死锁发生的原因
    • 在IDEA里直接在控制台旁边有个快照的标志，输出在某一时刻所有线程的状态信息
  • 如何避免死锁？
    • 1.避免一个线程同时获取多个锁
    • 2.避免一个锁同时占用多个资源，尽量一个锁一个资源
    • 3.尝试使用定时锁来代替内部锁：lock.tryLock(timeout)
    • 4.对于数据库锁，加锁和解锁要在一个数据库连接里，否则会出现解锁失败的情况
• 资源限制的挑战
  • 硬件资源限制
    • 带宽的上传/下载速度
    • 硬盘的读写速度
    • CPU的处理速度
  • 软件资源限制
    • 数据库的连接数
    • socket的连接数
  • 资源限制带来的问题
    • 就算提高并发数，因为受资源的限制，也仍然可能在串行执行，甚至还可能比串行执行更慢，因为上下文切换和创建线程也会带来巨大的性能消耗
  • 如何解决资源限制
    • 对于硬件资源限制，可以使用集群，在多个机器上并行执行程序
    • 对于软件资源限制，可以使用资源连接池以实现资源的复用
  • 如何在资源限制的情况下并发编程
    • 根据不同的限制资源来调整程序的并发度