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這3個并發(fā)編程的核心,你一定要知道!

發(fā)布時間:2020-07-24 14:44:04 來源:網(wǎng)絡 閱讀:210 作者:架構(gòu)師追風 欄目:編程語言

前言

遠看并發(fā),并發(fā)編程可以抽象成三個核心問題: 分工、同步/協(xié)作、互斥

如果你已經(jīng)工作了,那么你一定聽說過或者正在應用敏捷開發(fā)模式來交付日常的工作任務,我們就用你熟悉的流程來解釋這三個核心問題

這3個并發(fā)編程的核心,你一定要知道!

分工

將當前 Sprint 的 Story 拆分成「合適」大小的 Task,并且安排給「合適」的 Team Member 去完成

這里面用了兩個「合適」,將 Story 拆分成大小適中,可完成的 Task 是非常重要的。拆分的粒度太粗,導致這個任務完成難度變高,耗時長,不易與其他人配合;拆分的粒度太細,又導致任務太多,不好管理與追蹤,浪費精力和資源。(合適的線程才能更好的完成整塊工作,當然一個線程可以輕松搞定的就沒必要多線程);安排給合適的人員去完成同樣重要,UX-UE 問題交給后端人員處理,很顯然是有問題的 (主線程應該做的事交給子線程顯然是解決不了問題的,每個線程做正確的事才能發(fā)揮作用)

關于分工,常見的 Executor,生產(chǎn)者-消費者模式,F(xiàn)ork/Join 等,這都是分工思想的體現(xiàn)

這3個并發(fā)編程的核心,你一定要知道!

同步/協(xié)作

任務拆分完畢,我要等張三的任務,張三要等李四的任務,也就是說任務之間存在依賴關系,前面的任務執(zhí)行完畢,后面的任務才可以執(zhí)行,人高級在可以通過溝通反復確認,確保自己的任務可以開始執(zhí)行。但面對程序,我們需要了解程序的溝通方式,一個線程執(zhí)行完任務,如何通知后續(xù)線程執(zhí)行

所有的同步/協(xié)作關系我們都可以用你最熟悉的 If-then-else 來表示:

if(前序任務完成){
????execute();
}else{
????wait();
}

上面的代碼就是說:當某個條件不滿足時,線程需要等待;當某個條件滿足時,線程需要被喚醒執(zhí)行,線程之間的協(xié)作可能是主線程與子線程的協(xié)作,可能是子線程與子線程的合作, Java SDK 中 CountDownLatch 和 CyclicBarrier 就是用來解決線程協(xié)作問題的

互斥

分工和同步強調(diào)的是性能,但是互斥是強調(diào)正確性,就是我們常常提到的「線程安全」,當多個線程同時訪問一個共享變量/成員變量時,就可能發(fā)生不確定性,造成不確定性主要是有可見性、原子性、有序性這三大問題,而解決這些問題的核心就是互斥

互斥同一時刻,只允許一個線程訪問共享變量

來看下圖,主干路就是共享變量,進入主干路一次只能有一輛車,這樣你是否理解了呢?「天下大事,分久必合

這3個并發(fā)編程的核心,你一定要知道!

同樣 Java SDK 也有很多互斥的解決方案,比如你馬上就能想到 synchronized 關鍵字,Lock,ThreadLocal 等就是互斥的解決方案

總結(jié)

資本家瘋狂榨取勞動工人的剩余價值,獲得最大收益。當你面對 CPU,內(nèi)存,IO 這些勞動工人時,你就是那個資本家,你要思考如何充分榨取它們的價值

當一個工人能干的活,絕不讓兩個人來干(單線程能滿足就沒必要為了多線程)當多個工人干活時,就要讓他們分工明確,合作順暢,沒矛盾

當任務很大時,由于 IO 干活慢,CPU 干活快,就沒必要讓 CPU 死等當前的 IO,轉(zhuǎn)而去執(zhí)行其他指令,這就是榨取剩余價值,如何最大限度的榨取其價值,這就涉及到后續(xù)的調(diào)優(yōu)問題,比如多少線程合適等

分工是設計,同步和互斥是實現(xiàn),沒有好的設計也就沒有好的實現(xiàn),所以在分工階段,強烈建議大家勾劃草圖,了解瓶頸所在,這樣才會有更好的實現(xiàn),后續(xù)章節(jié)的內(nèi)容,我也會帶領大家畫草圖,分析問題,逐步養(yǎng)成這個習慣

歡迎大家關注我的公種浩【程序員追風】,文章都會在里面更新,整理的資料也會放在里面。

本章內(nèi)容可以用下面的圖來簡單概括,葉子結(jié)點的內(nèi)容我們會逐步點亮,現(xiàn)階段不用過分關注(如果你上來就啃 JDK 源碼,也許你會痛苦的迷失,并最終放棄你的進階之路的)

這3個并發(fā)編程的核心,你一定要知道!

理解三大核心問題,你要充分結(jié)合生活中的實際,程序中的并發(fā)問題,基本上都能在實際生活中找得到原型。

最后

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