入门概念
并发
同时拥有两个或者多个线程,如果程序在单核处理器上运行,多个线程将交替的换入或者换出内存,这些线程是同时存在的,每个线程都处于执行过程中的某个状态,如果运行在多核处理器上,此时,程序中的每个线程都分配到一个处理器核上,因此可以同时运行.
高并发
高并发(High Concurrency)是互联网分布式架构设计中必须考虑的因素之一,通常是指通过设计保证系统能够同时并行处理很多请求.
并发和高并发基本概念
并发
多个线程操作相同的资源,保证线程安全,合理使用资源.
高并发
服务能够同时处理很多请求,提高程序性能.
CPU多级缓存
CPU的频率太快了,快到主存跟不上,这样在处理器时钟周期内,CPU常常需要等待主存,浪费资源.所以cache的出现,是为了缓解CPU和内存之间速度的不匹配问题.
(结构:CPU->cache->memory)
CPU cache意义:
1:时间局部性,如果某个数据被访问,那么在不久的将来它很可能被再次访问;
2.空间局部性,如果某个数据被访问,那么与它相邻的数据很快也可能被访问;
CPU多级缓存的缓存一致性(MESI)
用于保证多个CPU cache之间缓存共享数据的一致
CPU多级缓存-乱序执行优化
处理器为提高运算速度而做出违背代码原有顺序的优化.
JAVA内存模型(Java Memory Model,JMM)
jvm内存架构
CPU物理内存架构
java内存模型抽象结构图
java内存模型-同步八种操作
锁定(lock)
作用于主内存的变量,把一个变量标识为一条线成独占状态
解锁(unlock)
作用于主内存的变量,把一个处于锁定状态的变量释放出来,释放后的变量才可以被其他线程锁定
读取(read)
作用于主内存的变量,把一个变量值从主内存传输到线程的工作内存中,以便随后的load动作使用
载入(load)
作用于主存的便令,它把read操作从主内存中得到的变量值放入到工作内存的变量副本中
使用(use)
作用于工作内存的变量,把工作内存中的一个变量传递给执行引擎
赋值(assign)
作用于工作内存的变量,它把一个从执行引擎接收到的值赋值给工作内存的变量
存储(store)
作用于工作内存的变量,把工作内存中的一个变量的值传送到主内存中,以便随后的write操作
写入(write)
作用于主内存的变量,它把store操作从工作内存中一个变量的值传送到主内存的变量中
java内存模型 - 同步规则
1.如果要把一个变量从主内存中复制到工作内存.就需要按顺序的执行read和load操作,如果把变量从工作内存中同步回主内存中,就要按顺序的执行store和write操作.但java内存模型只要求上述操作必须按顺序执行,而没有保证必须是连续执行
2.不允许read和load,store和write操作之一单独出现
3.不允许一个线程丢弃它的最近assig的操作,即变量在工作内存中改变了之后必须同步到主内存中
4.不允许一个线程无原因的(没有发生过任何assign操作)把数据从工作内存同步到主内存中
5.一个新的变量只能在主内存中诞生,不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化(load或assign)的变量.即就是对一个变量实施use和store操作之前,必须先执行过了assign和load操作
6.一个变量在同一时刻只允许一条线程对其lock操作,但lock操作可以被同一个线程重复执行多次,多次执行lock后,只有执行相同次数的unlock操作,变量才会被解锁.lock和unlock必须成对出现
7.如果对一个变量执行lock操作,将会清空工作内存中此变量的值,在执行引擎使用这个变量前需要重新执行load或assign操作初始化变量的值.
8.如果一个变量事先没有被lock操作锁定,则不允许对它执行unlock操作,也不允许去unlock一个被其他线程锁定的变量
9.对一个变量执行unlock之前,必须先把变量同步到主内存中(执行store和write操作)
并发的优势和风险
