线程的定义与意义

线程的定义

• 是轻量级的进程，线程的创建和切换成本比进程低
• 同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源，如虚拟地址空间，文件描述符和信号处理等等
• 是操作系统能够进行运算调度的最小单位
• java程序至少有一个线程main，main线程由JVM创建

为什么要有多线程

• 可以充分利用多处理器核心
• 更快的响应时间，可以将数据一致性要求不强的工作交给别的线程做
• 更好的编程模型，例如可以使用生产者消费者模型进行解耦

并发编程需要注意的问题

上下文切换

cpu通过时间分片来执行任务，多个线程在cpu上争抢时间片执行，线程切换需要保存一些状态，再次切换回去需要恢复状态，此为上下文切换成本。

因此并不是线程越多越快，频繁的切换会损失性能

减少上下文切换的方法：

• 无锁并发编程：例如把一堆数据分为几块，交给不同线程执行，避免用锁
• 使用CAS算法：用自旋不用锁可以减少线程竞争切换，但是可能会更加耗cpu
• 使用最少的线程
• 使用协程：在一个线程里执行多个任务

死锁

死锁就是线程之间因争夺资源处理不当出现的相互等待现象

避免死锁的方法：

• 避免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，尽量保证每个锁只占用一个资源
• 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，加锁和解锁必须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

程序的执行需要资源，比如数据库连接、带宽，可能会由于资源的限制，多个线程并不是并发，而是串行，不仅无优势，反而带来不必要的上下文切换损耗

常见资源限制

• 硬件资源限制
  • 带宽
  • 磁盘读写速度
  • cpu处理速度
• 软件资源限制
  • 数据库连接数
  • socket连接数

应对资源限制

• 集群化，增加资源
• 根据不同的资源限制调整程序的并发度，找到瓶颈，把瓶颈资源搞多一些，或者根据这个瓶颈调整线程数