第1章 走入并行世界(基本概念)

  1. 并发和并行都可以表示两个或者多个任务一起执行,并发偏重于多个任务交替执行(多个任务间还是串行),并行是多个任务同时执行
  2. 临界区用来表示一种公共资源或共享数据,可以被多个线程使用,但每次只有一个线程使用它,一旦被占用,其他线程想使用这个资源就必须等待
  3. 阻塞非阻塞用来形容多线程间的相互影响,阻塞是指因等待临界区资源导致线程挂起,非阻塞则相反
  4. 死锁是多线程间交叉需要其他线程占用的临界资源互不相让的情况;饥饿是指某一个或者多个线程因为种种原因无法获得所需要的资源导致一直无法执行(优先级低等);活锁是一种相互谦让的释放资源,而没有一个线程可以同时拿到所有资源正常执行
  5. 并发的级别可以分为:
    • 阻塞:在其他线程释放资源前,当前线程无法继续执行
    • 无饥饿:如果线程有优先级,调度会先满足高优先级的线程,对于公平锁来说,系统允许高优先级的线程插队,而公平锁会按序排队
    • 无障碍:非阻塞执行,如果检测到冲突就回滚
    • 无锁:所有的线程都能尝试对临界区的访问,并且保证必有一个线程能够在有限步内完成操作离开临界区
    • 无等待:要求所有线程都必须在有限步内完成,是在无锁基础上的更进一步
  6. 原子性是指一个操作是不可中断的,在多线程一起执行时,一个操作一旦开始,就不会被其他线程干扰(32位系统中long类型操作是非原子性的)
  7. 可见性是指当一个线程修改了某一个变量的值,其他线程是否能够立即知道这个修改,缓存优化或者硬件优化会,指令重排以及编译器的优化,都有可能导致可见性问题
  8. 有序性主要是指令重排可能导致的顺序不一致,指令重排可以保证串行语义一致,但没有义务保证多线程间也是一致的,指令重排的用途主要是减少流水线中断提高执行效率,下列原则是指令重排不可违背的:
    1. 程序顺序原则:一个线程内保证语义的串行性
    2. volatile 规则:volatile 变量的写,先发生于读,这保证了 volatile 变量的可见性
    3. 锁规则:解锁必然发生在随后的加锁操作前
    4. 传递性:A 先于 B,B 先于 C,那么 A 必然先于 C
    5. 线程的 start 方法优先于它的每一个动作
    6. 线程的所有操作先于线程的终结
    7. 线程的中断先于被中断线程的代码
    8. 对象的构造函数执行、借宿先于 finalize 方法
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