《Java并发编程实战》读书笔记----- 简介

Posted 2020-09-21 Adam Jin

简史

　　早期的计算机中不包含操作系统，从头至尾都只执行一个程序，并且这个程序能访问计算机所有资源。随着计算机发展，操作系统的出现，使得计算机可以同时运行多个程序，并且每程序都在单独的进程内运行。为什么要这么做呢？主要基于以下原因:

1.资源利用率 程序在等待时计算机可以执行另一个程序，同一个资源可以被不同程序使用，这无疑提高了资源的利用率。
2.公平性 不同的用户与程序对计算机有相同的使用权，通过时间分片每个程序共享资源，而不是等待上一个程序运行结束再启动下一个程序。
3.便利性 每个程序单独运行，必要时相互通信，比一个程序完成所有任务更容易实现。

　　既然计算机由单任务发展为多任务，那程序自然也可以从传统的串行程序发展为并发程序。

　　串行程序的优势在于简单直观。但同样由于以上三个原因促使线程的出现。上述计算机可以在单独的进程内运行程序，而线程允许在同一个进程内存在多个程序控制流，一个程序的多个线程还可以同时被多个CPU调度运行。这就等同于计算机同时执行多个程序（进程），程序同时执行多个线程。即进程内运行线程。

　　线程又称轻量级进程。现如今的操作系统都是以线程为基本单位调度的。由于线程间共享资源，如果没有明确的同步机制，便会导致线程间执行紊乱，数据错误或失效，导致异常。这通常也是并发编程的难度所在。

　　以我的观点，所谓的并发编程就是对线程的运用。线程能将很多异步工作流转换成串行工作流，而并发编程便是在异步情况下实现同步，使其符合需求。

　　那么线程有哪些优势和风险呢？

线程优势

　　线程能有效的降低程序开发和维护成本，提升性能。降低代码复杂度，更好模拟人类工作方法。

优势1.发挥多处理器的强大功能 多处理器系统日益完善，使得线程的作用尤为明显。由于不同线程可以同时被多个处理器调度，特别是在I/O操作时,减少了程序的等待时间，多处理器让程序执行的效率提升从而导致扩大了系统的吞吐率。
优势2.降低建模难度 一直做同一件事总比做多件事来的简单。利用线程吧程序任务细化，多任务分给多线程，每个线程任务单一，必要时相互通信，比单线程来回切换任务花销更小。
优势3.简化异步事件处理 当一个请求发出等待响应时，整个程序都要等待吗？这就意味着其他请求都将停顿。就好比聊天时必须对方回复才能说下一句话，这显然是不合理的。如果给每个请求一个线程处理，线程独立不相互影响，解决了问题。当然如果聊天回复时必须知道对方说的话，注意线程安全。
优势4.响应更敏捷的用户界面传统GUI程序是单线程的，如果其中一个用户事件处理时间过长，整个程序将处于卡死状态，使得用户体验变差。如果把一些耗时操作分给一个独立线程，其他事件依旧有线程处理，变会使得用户界面流畅。

线程风险

　　线程的支持是把双刃剑，并发程序的开发也给程序员们带来了更高的水平要求。

风险1.安全性问题 并发编程可能会出现单线程程序不会出现的错误。
风险2.活跃性问题 活跃性的定义是“某件正确的事情一定会发生”。单线程中无限循环便是活跃性问题。如果线程A等待线程B释放所持有的资源，线程B一直没有释放，则线程A将一直等待下去，这便是活跃性问题。
风险3.性能问题 性能则是“正确的事情尽快发生”。良好的并发设计会提升性能，反之则会降低性能，毕竟启动线程也是要消耗资源的。

　　关于安全性有一个很好的例子：

value++；

　　只此一行代码，在单线程程序下完全没有问题，但在多线程下可能会出现意想不到的后果。

　　执行此行代码分三步：1.读取value值；2.value值加1；3.将加1的值赋回value。而程序中可能由多个线程交替执行，在此期间如果两个线程同时读出value，从而得到相同的值，又同时把它加1,结果就是不同线程获得同样的值。而我们的期望是这个值被加了两次。

　　每一个java程序都会使用线程，即时你在程序中没有显示地创建线程，使用的框架仍在创建线程，这些线程必须是线程安全的。