【高并发】学好并发编程,关键是要理解这三个核心问题 (2)

在并发编程领域,一个典型的场景就是生产者-消费者模型。当队列满时,生产者线程需要等待,队列不满时,需要唤醒生产者线程;当队列为空时,消费者线程需要等待,队列不空时,需要唤醒消费者。我们可以使用下面的伪代码来表示生产者-消费者模型。

生产者

while(队列已满){ 生产者线程等待 } 唤醒生产者

消费者

while(队列为空){ 消费者等待 } 唤醒消费者

在Java的SDK中,提供了一些实现线程之间同步的工具类,比如说:CountDownLatch、 CyclicBarrier 等。

互斥

同一时刻,只允许一个线程访问共享变量,强调的是线程执行任务的正确性。

在并发编程领域,分工和同步强调的是执行任务的性能,而线程之间的互斥则强调的是线程执行任务的正确性,也就是线程的安全问题。如果多个线程同时访问同一个共享变量,则可能会发生意想不到的后果,而这种意想不到的后果主要是由线程的可见性、原子性和有序性问题产生的。而解决可见性、原子性和有序性问题的核心,就是互斥。

关于互斥,我们可以用现实中的一个场景来描述:多个岔路口的车辆需要汇入一条道路中,而这条道路一次只能允许通过一辆车,此时,车辆就需要排队依次进入路口。

Java中提供的synchronized、Lock、ThreadLocal、final关键字等都可以解决互斥的问题。

例如,我们以synchronized为例来说明如何进行线程间的互斥,伪代码如下所示。

//修饰方法 public synchronized void xxx(){ } //修饰代码块 public void xxx(){ synchronized(obj){ } } //修饰代码块 public void xxx(){ synchronized(XXX.class){ } } //修饰静态方法 public synchronized static void xxx(){ } 总结

并发编程旨在最大限度的利用计算机的资源,提高程序执行的性能,这需要线程之间的分工和同步来实现,在保证性能的同时,又需要保证线程的安全,这就又需要保证线程之间的互斥性。而并发编程的难点问题,往往又是由可见性、原子性和有序性问题导致的。所以,我们在学习并发编程时,一定要先弄懂线程之间的分工、同步和互斥。

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【高并发】学好并发编程,关键是要理解这三个核心问题

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