在高負(fù)載多線(xiàn)程應(yīng)用中性能是非常重要的。為了達(dá)到更好的性能，開(kāi)發(fā)者必須意識(shí)到并發(fā)的重要性。當(dāng)我們需要使用并發(fā)時(shí)， 常常有一個(gè)資源必須被兩個(gè)或多個(gè)線(xiàn)程共享。

在這種情況下，就存在一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)條件，也就是其中一個(gè)線(xiàn)程可以得到鎖（鎖與特定資源綁定），其他想要得到鎖的線(xiàn)程會(huì)被阻塞。這個(gè)同步機(jī)制的實(shí)現(xiàn)是有代價(jià)的，為了向你提供一個(gè)好用的同步模型，JVM和操作系統(tǒng)都要消耗資源。有三個(gè)最重要的因素使并發(fā)的實(shí)現(xiàn)會(huì)消耗大量資源，它們是：

• 上下文切換
• 內(nèi)存同步
• 阻塞

為了寫(xiě)出針對(duì)同步的優(yōu)化代碼，你必須認(rèn)識(shí)到這三個(gè)因素以及如何減少它們。在寫(xiě)這樣的代碼時(shí)你需要注意很多東西。在本文中，我會(huì)向你介紹一種通過(guò)降低鎖粒度的技術(shù)來(lái)減少這些因素。
讓我們從一個(gè)基本原則開(kāi)始：不要長(zhǎng)時(shí)間持有不必要的鎖。

在獲得鎖之前做完所有需要做的事，只把鎖用在需要同步的資源上，用完之后立即釋放它。我們來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：

public class HelloSync {
  private Map dictionary = new HashMap();
  public synchronized void borringDeveloper(String key, String value) {
    long startTime = (new java.util.Date()).getTime();
    value = value + "_"+startTime;
    dictionary.put(key, value);
    System.out.println("I did this in "+
   ((new java.util.Date()).getTime() - startTime)+" miliseconds");
  }
}

在這個(gè)例子中，我們違反了基本原則，因?yàn)槲覀儎?chuàng)建了兩個(gè)Date對(duì)象，調(diào)用了System.out.println()，還做了很多次String連接操作，但唯一需要做同步的操作是“dictionary.put(key, value);”。讓我們來(lái)修改代碼，把同步方法變成只包含這句的同步塊，得到下面更優(yōu)化的代碼：

public class HelloSync {
  private Map dictionary = new HashMap();
  public void borringDeveloper(String key, String value) {
    long startTime = (new java.util.Date()).getTime();
    value = value + "_"+startTime;
    synchronized (dictionary) {
      dictionary.put(key, value);
    }
    System.out.println("I did this in "+
 ((new java.util.Date()).getTime() - startTime)+" miliseconds");
  }
}

上面的代碼可以進(jìn)一步優(yōu)化，但這里只想傳達(dá)出這種想法。如果你對(duì)如何進(jìn)一步優(yōu)化感興趣，請(qǐng)參考java.util.concurrent.ConcurrentHashMap.

那么，我們?cè)趺唇档玩i粒度呢？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)盡可能少的請(qǐng)求鎖。基本的想法是，分別用不同的鎖來(lái)保護(hù)同一個(gè)類(lèi)中多個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)變量，而不是對(duì)整個(gè)類(lèi)域只使用一個(gè)鎖。我們來(lái)看下面這個(gè)我在很多應(yīng)用中見(jiàn)到過(guò)的簡(jiǎn)單例子：

public class Grocery {
  private final ArrayList fruits = new ArrayList();
  private final ArrayList vegetables = new ArrayList();
  public synchronized void addFruit(int index, String fruit) {
    fruits.add(index, fruit);
  }
  public synchronized void removeFruit(int index) {
    fruits.remove(index);
  }
  public synchronized void addVegetable(int index, String vegetable) {
    vegetables.add(index, vegetable);
  }
  public synchronized void removeVegetable(int index) {
    vegetables.remove(index);
  }
}

雜貨店主可以對(duì)他的雜貨鋪中的蔬菜和水果進(jìn)行添加/刪除操作。上面對(duì)雜貨鋪的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)基本的Grocery 鎖來(lái)保護(hù)fruits和vegetables，因?yàn)橥绞窃诜椒ㄓ蛲瓿傻?。事?shí)上，我們可以不使用這個(gè)大范圍的鎖，而是針對(duì)每個(gè)資源（fruits和vegetables）分別使用一個(gè)鎖。來(lái)看一下改進(jìn)后的代碼：

public class Grocery {
  private final ArrayList fruits = new ArrayList();
  private final ArrayList vegetables = new ArrayList();
  public void addFruit(int index, String fruit) {
    synchronized(fruits) fruits.add(index, fruit);
  }
  public void removeFruit(int index) {
    synchronized(fruits) {fruits.remove(index);}
  }
  public void addVegetable(int index, String vegetable) {
    synchronized(vegetables) vegetables.add(index, vegetable);
  }
  public void removeVegetable(int index) {
    synchronized(vegetables) vegetables.remove(index);
  }
}

在使用了兩個(gè)鎖后（把鎖分離），我們會(huì)發(fā)現(xiàn)比起之前用一個(gè)整體鎖，鎖阻塞的情況更少了。當(dāng)我們把這個(gè)技術(shù)用在有中度鎖爭(zhēng)搶的鎖上時(shí)，優(yōu)化提升會(huì)更明顯。如果把該方法應(yīng)用到輕微鎖爭(zhēng)搶的鎖上，改進(jìn)雖然比較小，但還是有效果的。但是如果把它用在有重度鎖爭(zhēng)搶的鎖上時(shí)，你必須認(rèn)識(shí)到結(jié)果并非總是更好。

請(qǐng)有選擇性的使用這個(gè)技術(shù)。如果你懷疑一個(gè)鎖是重度爭(zhēng)搶鎖請(qǐng)按下面的方法來(lái)確認(rèn)是否使用上面的技術(shù)：

• 確認(rèn)你的產(chǎn)品會(huì)有多少爭(zhēng)搶度，將這個(gè)爭(zhēng)搶度乘以三倍或五倍（甚至10倍，如果你想準(zhǔn)備的萬(wàn)無(wú)一失）
• 基于這個(gè)爭(zhēng)搶度做適當(dāng)?shù)臏y(cè)試
• 比較兩種方案的測(cè)試結(jié)果，然后挑選出最合適的.

用于改進(jìn)同步性能的技術(shù)還有很多，但對(duì)所有的技術(shù)來(lái)說(shuō)最基本的原則只有一個(gè)：不要長(zhǎng)時(shí)間持有不必要的鎖。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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