上下文切换
在单核处理器下,支持多线程执行代码,CPU给每一个线程分配CPU时间片来实现这个机制,由于分配的时间片比较短,一般为几十毫秒,所以CPU需要不停地切换线程,在切换之前会通过程序计数器去保存上一个线程的任务状态,以便在下一次执行这个任务时,可以再次加载这个任务的状态。
任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换。
问题:多线程一定快吗
答:不一定,因为多线程有上下文切换的开销。
如何减少上下文切换
答:减少上下文切换的方法有无锁并发编程、CAS算法、使用最小线程和使用协程。
- 无锁并发编程:多线程竞争锁时,会引起上下文切换,所以多线程处理数据时,可以使用一些方法来避免使用锁
- CAS算法
- 使用最小线程:避免创建不需要的线程,避免造成大量线程处于等待状态
- 协程:在当线程里面实现多任务的调度,并在单线程里维持多个任务间的切换
如何避免死锁
- 避免在一个线程同时获取多个锁
- 避免一个线程在锁内同时占用多个资源,尽量保证每个锁只用一个资源
- 尝试使用定时锁,使用lock,tryLock(timeout)来替代使用内部锁机制
- 对于数据库锁,加锁和解锁都必须在同一个数据库连接里,否则会出现解锁失败的情况
资源限制的问题
所谓资源限制,通常所指的是硬件的条件不能满足程序的需求,在这种情况下,多线程可能会延长执行时间,因为存在上下文切换的开销,这个时候,通常可以考虑集群并行执行程序。
在资源受限的情况下,需要根据具体的情况去决定程序的并发度,以达到最优状态。