上下文切换

什么是上下文切换

CPU通过给每个线程（任务）分配时间片实现多线程执行代码（多任务处理），当每个时间片结束、CPU切换到下一个任务前，需要保存当前任务的状态，切换到下一个任务时需要加载该任务的状态。

上下文切换带来的问题

进程/线程上下文切换会用掉你多少CPU？zhuanlan.zhihu.com/p/79772089

如何减少上下文切换

• 无锁并发编程：如将数据进行hash取模后分段并发处理。
• CAS算法：java的Atomic包使用CAS算法来更新数据，而不需要加锁。
• 使用最少线程：避免创建不需要的线程。
• 协程：在单线程中实现多任务调度，如quasar fiber、jdk19中的虚拟线程等。

死锁

什么是死锁

示例：

如何避免死锁

• 避免一个线程获取多个锁。
• 避免一个线程在锁区间内同时占用多个资源。
• 使用定时锁，如java.util.concurrent.locks.Lock#tryLock(long, java.util.concurrent.TimeUnit)。
• 对于数据库锁，加锁和解锁必须在同一个数据库连接中。

资源限制

什么是资源限制

并发编程场景下，程序的执行速度受限于硬件或软件资源，如带宽限制、磁盘读写速度、CPU处理速度、数据库连接数、socket连接数等。

资源限制引发的问题

受限于资源，串行的代码改为并行执行并不能加快速度，反而因为增加了上下文切换、资源调度时间，变得更慢。

如何解决资源限制引发的问题

• 硬件资源限制：如通过多机器执行程序，绕开单机资源限制。
• 软件资源限制：如使用连接池复用数据库连接。

资源限制下如何进行并发编程

根据资源限制调整程序的并发度。