【一篇文章搞懂】，java 程序设计案例教程许敏，费时 6 个月成功入职阿里

1、上下文切换

上下文定义

cpu 发生进程或者线程切换时，所依赖的数据集合，比如一个函数有外部变量，函数运行时，必须获取外部变量，这些变量值的集合就是上下文。

引发问题

对于 CPU 密集型任务，多线程处理会发生上下文切换，会影响到执行速度，如果时 IO 密集型，多线程技术优点尽显。

如何减少上下文切换

• 无锁并发编程，锁的获取与释放会发生上下文切换，多线程时会影响效率。无锁并发编程就是将数据分块，每个线程处理各自模块。比如 LongAdder 中部分代码。

• CAS 算法，并发编程时通过 CAS 算法更新数据，而不必加锁。如 Java 的 atomic 包下的工具类。

• 使用最少线程，减少不必要的线程创建，自定义线程池。

• 使用协程，在单线程中维护多任务调度，处理任务间切换，Golang 对于协程的使用很强大。

2、死锁

死锁定义

死锁是进程死锁的简称，是由 Dijkstra 于 1965 年研究银行家算法时首先提出来的。系统发生死锁现象不仅浪费大量的系统资源，甚至导致整个系统崩溃，带来灾难性后果。

产生死锁原因

• 系统资源不足

• 进程推进顺序不当

• 资源分配不合理

死锁产生的必要条件

• 互斥条件：一个资源只能被一个进程或者线程使用。

• 请求和保持条件：一个进程或者线程，请求资源的时候发生阻塞，对已经获取的资源保持不放。

• 不可剥夺条件：进程或者线程以获得的资源，在未使用完成时，不能强行剥夺。

• 循环等待条件：若干进程或者线程形成一种头尾相接的循环等待的资源关系。

这四分条件是死锁产生的必要条件，只要发生死锁，这些条件必然成立，而只要上述条件之一不满足，就不会发生死锁。

如何避免死锁

1. 以确定的顺序获得锁

2. 加锁时限

Lock 接口提供了 boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException 方法，该方法可以按照固定时长等待锁，因此线程可以在获取锁超时以后，主动释放之前已经获得的所有的锁。

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