Java并发编程的艺术(一) - 并发编程的挑战

前言

  • 笔者经历了春招找实习的惨烈,在面试过程中,深刻意识到仅仅靠面试题复习是不够的,只能够搏一搏运气,速成根本就不靠谱,三轮面试下来,无论压力面还是连环追问,是李逵还是李鬼都会被面试官摸得一清二楚。
    在此也感谢字节跳动财经组的面试官,他们在三面最后给了我很诚恳的建议,无论此次春招最后是否有实习offer,对我个人而言都是一次成长,一次难得的经历,让我看清我目前所学所得和企业要求的差距在哪里,有了更清晰明确的努力方向。
  • 此外,相信看过笔者之前blog的人也会发现,笔者之前花费过三,四个月来学机器学习和深度学习。但是最终发现,笔者所接触到的实验室和教授,并没有相关领域的大牛,带我的研究生对此也是一知半解,大家基本处于看原理,复现论文,抄模型,改参数的过程,没有人带的个人摸索实在太痛苦,不像搞开发或说工程,是看得见的进步和实实在在的项目。
  • 更何况本科生搞研发找实习都不容易,更别说算法实习,那都是几百个人里面才有那么几个的大牛。现在研究生随随便便几个都说自己是搞算法的,可见算法岗竞争的惨烈,注定是只有头部有肉吃的工作。
  • 因此笔者意图往大数据,云计算,分布式转,说通白点就是要偏向服务端开发,并且在写这篇博文之前已经努力了两个月了。加上之前的基础,我相信,在秋招一定可以有更可见的前途和光明的未来。
  • 希望自己可以找到实习,填补上这一空白,然后潇潇洒洒的出国深造,回来再二进大厂,哈哈哈哈哈哈。

并发编程的挑战

先推荐下这本书:《Java并发编程的艺术》,基本所有关于Java并发的知识都可以找到,并且可以和操作系统的进程与线程管理结合起来看,融合贯通后,相信一定会大有裨益!

建议在本书之前先阅读:《Java核心技术卷:一》掌握必备的语言知识,至少熟悉操作系统的进程与线程调度部分可以看《操作系统概念:第七版》这本书,然后还要至少熟悉一点汇编知识吧不用看太多,可以看《深入理解操作系统》这本书,以上三本都是很经典的教材。

在开篇之前,先说一点基本概念
补充:关于并发和并行
先说定义
并发是同一台机器(或说CPU)在同一时间间隔(不是时刻)处理多个事务
并行是多台机器(多个CPU)在同一时刻处理多个事务

  • 支持并发,就是同一时间间隔可以处理多个事务,但是同一时刻,因为只有一核CPU所以只能处理单个任务,并用时间片轮转RR调度算法来对进程进行调度。
    很明显,并发的时候会有资源共享和同步互斥。
    因为资源有限,所以引入RR来调度进程,也就有了进程或者线程的上下文切换问题,再扯远一点,就会有JVM线程私有的程序计数器保存当前执行到的汇编指令的地址,用于线程调度回来后继续执行。
    因为资源共享,所以也就有了数据一致性的问题,也就引出了同步互斥机制来进行资源管理,浅一点说就是各种锁,乐观的,悲观的,有了锁,也就引入了死锁问题,占有有限资源并请求,不可剥夺无法释放,循环等待最终死锁。

  • 起码在并发编程这块
    汇编底层,操作系统,JVM,JMM到实际的Java并发编程应用,相关设计模式和算法,都是一脉相承的。

挑战到底是什么

这本书的第一节,就是并发编程的挑战,其中的抛砖引玉提出的三个问题,就是
上下文切换
性能上,多线程是否一定就比单线程执行任务要快,工程上如何测试上下文切换的次数和时间,并且在知晓上下文切换十分消耗CPU资源的时候如何减少上下文切换。
死锁
死锁是什么,如何产生?(java 中常见的静态的锁顺序死锁,动态的锁顺序死锁,和协作对象间的死锁)

//静态死锁
Class solution{
  private final Object lockA = new Object ();
  private final Object lockB = new Object ();
  public void a(){
    synchronized(lockA){
        synchronized(lockB){  
            System.out.println("function a");
           }
  }

 }
public void b(){
    synchronized(lockB){
        synchronized(lockA){  
            System.out.println("function b");
           }
  }
}
}

解决静态死锁的思路,其实和解决死锁的思路有关:解决死锁的思路就有尽量避免一个线程使用多个锁,同时多个线程申请锁,最好按一致的顺序使用锁,并且锁内,也尽量不要占用太多资源,一个锁对一个资源对一个线程,这种情况就不会出现占有请求,循环等待的情况了。

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