在高負(fù)載多線程應(yīng)用程序中，性能非常重要。 開發(fā)人員必須意識(shí)到并發(fā)問題才能獲得更好的性能。 當(dāng)我們需要并發(fā)時(shí)，我們通常擁有必須由兩個(gè)或更多線程共享的資源。

在這種情況下，我們有一個(gè)競爭條件 ，其中只有一個(gè)線程（在資源上）將獲得鎖，而所有其他需要該鎖的線程將被阻塞。 此同步功能不是免費(fèi)提供的。 JVM和OS都會(huì)消耗資源，以便為您提供有效的并發(fā)模型。 使并發(fā)實(shí)現(xiàn)資源密集的三個(gè)最基本的因素是：

• 上下文切換
• 內(nèi)存同步
• 封鎖

為了編寫優(yōu)化的代碼進(jìn)行同步，您必須了解這三個(gè)因素以及如何減少它們。 編寫此類代碼時(shí)，必須注意許多事項(xiàng)。 在本文中，我將向您展示一種通過減少鎖的粒度來減少這些因素的技術(shù)。

從基本規(guī)則開始： 不要將鎖持有超過必要的時(shí)間。

獲取鎖之前 ，請做任何您需要做的事情， 僅將鎖用于對同步資源進(jìn)行操作并立即釋放它。 看一個(gè)簡單的例子：

public class HelloSync {private Map dictionary = new HashMap();public synchronized void borringDeveloper(String key, String value) {long startTime = (new java.util.Date()).getTime();value = value + "_"+startTime;dictionary.put(key, value);System.out.println("I did this in "+((new java.util.Date()).getTime() - startTime)+" miliseconds");} }

在此示例中，我們違反了基本規(guī)則，因?yàn)槲覀儎?chuàng)建了兩個(gè)Date對象，調(diào)用System.out.println（）并執(zhí)行許多String串聯(lián)。 唯一需要同步的動(dòng)作是動(dòng)作：“ dictionary.put（key，value）; ”更改代碼并將同步從方法范圍移到這一行。 更好的代碼是這樣的：

public class HelloSync {private Map dictionary = new HashMap();public void borringDeveloper(String key, String value) {long startTime = (new java.util.Date()).getTime();value = value + "_"+startTime;synchronized (dictionary) {dictionary.put(key, value);}System.out.println("I did this in "+((new java.util.Date()).getTime() - startTime)+" miliseconds");} }

上面的代碼可以寫得更好，但是我只想給你個(gè)想法。 如果想知道如何做，請檢查java.util.concurrent.ConcurrentHashMap 。

那么，如何減少鎖的粒度呢？ 簡而言之，通過盡可能少地請求鎖。 基本思想是使用單獨(dú)的鎖來保護(hù)一個(gè)類的多個(gè)獨(dú)立狀態(tài)變量，而不是在類范圍內(nèi)僅具有一個(gè)鎖。 看看我在許多應(yīng)用程序中看到的這個(gè)簡單示例。

public class Grocery {private final ArrayList fruits = new ArrayList();private final ArrayList vegetables = new ArrayList();public synchronized void addFruit(int index, String fruit) {fruits.add(index, fruit);}public synchronized void removeFruit(int index) {fruits.remove(index);}public synchronized void addVegetable(int index, String vegetable) {vegetables.add(index, vegetable);}public synchronized void removeVegetable(int index) {vegetables.remove(index);} }

雜貨店老板可以在他的雜貨店添加水果和蔬菜/從中刪除水果和蔬菜。 雜貨店的這種實(shí)現(xiàn)使用基本的雜貨店鎖來保護(hù)水果和蔬菜，因?yàn)橥绞窃诜椒ǚ秶鷥?nèi)完成的。 除了使用這種胖鎖，我們可以使用兩個(gè)單獨(dú)的守護(hù)程序，每種資源（水果和蔬菜）使用一個(gè)。 檢查下面的改進(jìn)代碼。

public class Grocery {private final ArrayList fruits = new ArrayList();private final ArrayList vegetables = new ArrayList();public void addFruit(int index, String fruit) {synchronized(fruits) fruits.add(index, fruit);}public void removeFruit(int index) {synchronized(fruits) {fruits.remove(index);}}public void addVegetable(int index, String vegetable) {synchronized(vegetables) vegetables.add(index, vegetable);}public void removeVegetable(int index) {synchronized(vegetables) vegetables.remove(index);} }

使用兩個(gè)防護(hù)裝置（拆分鎖）后，我們看到的鎖定流量將少于原始的胖鎖。 當(dāng)我們將其應(yīng)用于具有中等鎖爭用的鎖時(shí)，此技術(shù)會(huì)更好地工作。 如果我們將其應(yīng)用于具有輕微爭用的鎖，則收益很小，但仍為正值。 如果我們將其應(yīng)用于爭用較大的鎖，則結(jié)果并不總是更好，您必須意識(shí)到這一點(diǎn)。

請出于良心使用此技術(shù)。 如果您懷疑這是一個(gè)爭用鎖，請按照以下步驟操作：

• 確認(rèn)您的生產(chǎn)需求量，將其乘以3或5（即使您愿意準(zhǔn)備，甚至乘以10）。
• 根據(jù)新流量在您的測試平臺(tái)上運(yùn)行適當(dāng)?shù)臏y試。
• 比較兩個(gè)解決方案，然后才選擇最合適的解決方案。

有更多技術(shù)可以提高同步性能，但是對于所有技術(shù)，基本規(guī)則是： 保持鎖的時(shí)間不要超過必要的時(shí)間 。

正如我已經(jīng)向您解釋的那樣，此基本規(guī)則可以翻譯為“盡可能少地尋求鎖”，也可以翻譯為其他翻譯（解決方案），我將在以后的文章中嘗試描述它們。

另外兩個(gè)重要的建議：

• 請注意java.util.concurrent包（和子包） 中的類，因?yàn)樗鼈冇蟹浅Ｂ斆骱陀杏玫膶?shí)現(xiàn)。
• 通過使用良好的設(shè)計(jì)模式，大多數(shù)時(shí)候并發(fā)代碼可以最小化。 始終牢記企業(yè)集成模式 ，它們可以節(jié)省您的時(shí)間。

參考： 減少鎖粒度–我們Java的 JCG合作伙伴 Adrianos Dadis的并發(fā)優(yōu)化 ，Integration and the sources 的優(yōu)點(diǎn) 。

相關(guān)文章 ：

• Java并發(fā)教程–信號(hào)量
• Java并發(fā)教程–重入鎖
• Java并發(fā)教程–線程池
• Java并發(fā)教程–可調(diào)用，將來
• Java并發(fā)教程–阻塞隊(duì)列
• Java并發(fā)教程– CountDownLatch
• Java Fork / Join進(jìn)行并行編程
• Java內(nèi)存模型–快速概述和注意事項(xiàng)
• Java教程和Android教程列表

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2011/10/concurrency-optimization-reduce-lock.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的并发优化–减少锁粒度的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。