在高負(fù)載多線程應(yīng)用中性能是非常重要的。為了達(dá)到更好的性能，開發(fā)者必須意識到并發(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)線程共享。

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在這種情況下，就存在一個(gè)競爭條件，也就是其中一個(gè)線程可以得到鎖（鎖與特定資源綁定），其他想要得到鎖的線程會(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
為了寫出針對同步的優(yōu)化代碼，你必須認(rèn)識到這三個(gè)因素以及如何減少它們。在寫這樣的代碼時(shí)你需要注意很多東西。在本文中，我會(huì)向你介紹一種通過降低鎖粒度的技術(shù)來減少這些因素。
讓我們從一個(gè)基本原則開始：不要長時(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。我們來看一個(gè)簡單的例子：

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。如果你對如何進(jìn)一步優(yōu)化感興趣，請參考java.util.concurrent.ConcurrentHashMap.

那么，我們怎么降低鎖粒度呢？簡單來說，就是通過盡可能少的請求鎖。基本的想法是，分別用不同的鎖來保護(hù)同一個(gè)類中多個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)變量，而不是對整個(gè)類域只使用一個(gè)鎖。我們來看下面這個(gè)我在很多應(yīng)用中見到過的簡單例子：

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);
}
}
雜貨店主可以對他的雜貨鋪中的蔬菜和水果進(jìn)行添加/刪除操作。上面對雜貨鋪的實(shí)現(xiàn)，通過基本的Grocery 鎖來保護(hù)fruits和vegetables，因?yàn)橥绞窃诜椒ㄓ蛲瓿傻摹Ｊ聦?shí)上，我們可以不使用這個(gè)大范圍的鎖，而是針對每個(gè)資源（fruits和vegetables）分別使用一個(gè)鎖。來看一下改進(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搶的鎖上時(shí)，你必須認(rèn)識到結(jié)果并非總是更好。

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

確認(rèn)你的產(chǎn)品會(huì)有多少爭搶度，將這個(gè)爭搶度乘以三倍或五倍（甚至10倍，如果你想準(zhǔn)備的萬無一失）
基于這個(gè)爭搶度做適當(dāng)?shù)臏y試
比較兩種方案的測試結(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，但對所有的技術(shù)來說最基本的原則只有一個(gè)：不要長時(shí)間持有不必要的鎖。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持創(chuàng)新互聯(lián)。

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