并发编程的目的是为了程序运行的更快。

1.上下文切换：

时间片：cpu分配给各个线程的时间。

单核处理器也支持多线程执行代码。

cpu通过时间片分配算法来循环执行任务，任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换。

多线程不一定快，因为线程有创建和上下文切换的开销。

使用Lmbench可以测试上下文切换的时长（什么时候需要看这个参数呢）。

使用vmstat可以测量上下文切换的次数。比如：执行vmstat 1，再看cs的值，cs表示上下文切换的次数，这个值表示每一秒钟上下文切换的次数。（什么时候需要用到这个命令呢？）

减少上下文切换的方法：

1.无锁并发编程。多线程竞争锁时，会引发上下文切换，所以多线程处理数据时，可以用一些办法来避免使用锁，比如将数据的ID按照Hash算法取模分段，不同的线程处理不同段的数据。

2.CAS算法。eg：java的atomic包使用CAS算法来更新数据，而不需要加锁。

3.使用最少线程。

4.使用协程。协程：在单线程里实现多线程的调度，并在单线程里维持多个线程间的切换。

减少上下文切换实战：

通过减少线上大量WAITING的线程，来减少上下文切换的次数。

第一步：用jstack命令dump线程信息，看pid为3117的进程在做什么

sudo -u admin jstack 3117>/temp

第2步：统计所有线程分别处于什么状态

grep java.lang.Thread.State temp | awk '{print $2$3$4$5}' | sort | uniq -c

本来应该截图的，不太方便直接把命令和结果赋值粘贴过来：

[tengfei.fangtf@ifeve ～]$ grep java.lang.Thread.State dump17 | awk '{print $2$3$4$5}'
| sort | uniq -c
39 RUNNABLE
21 TIMED_WAITING(onobjectmonitor)
6 TIMED_WAITING(parking)
51 TIMED_WAITING(sleeping)
305 WAITING(onobjectmonitor)
3 WAITING(parking)

第三步：打开dump文件查看处于WAITING(onobjectmonitor)的线程在做什么，比如这本书的例子中，基本都是JBOSS的工作线程在await，说明JBOSS线程池里线程池里接受的任务太少；减少JBOSS的工作线程数，找到JBOSS的线程池配置信息，将maxThreads值调小。重启JBOSS，再dump线程信息，然后统计WAITING(onobjectmonitor)的线程，发现减少了很多。=====》因为每一次从WAITING到RUNNABLE都会进行一次上下文的切换。

=====》拓展：

什么使用需要用到jstack命令dump线程信息？

我印象很深的一次就是一个lisener的项目，上线一段时间后，某个队列突然都阻塞了，消息不消费了，当时在listener admin控制台把阻塞的线程停用再启用，阻塞的消息很快都消费了，过了一段时间，这个项目的对应的另一个队列阻塞，停用再启用之后阻塞的消息也都消费了，但是有一条unacked，当时用jstack命令dump了线程信息，然后在本地启动项目，在dump线程信息，异常的线程信息和正常的线程信息对比，排查问题。====》这个是因为esl连接有问题，是怎么发现是esl的连接有问题的。想不起来了，这个记得自己研究下，做一下记录。

死锁的时候需要用这个命令dump线程信息。

2.死锁

一旦出现死锁，业务是可以感知的，因为不能继续提供服务了，只能通过dump线程查看到底是哪个线程出现了问题。

===》工作中是否遇到过线上环境死锁？我听过同事遇到过，向他请教下他是怎么知道的，怎么排查的，怎么解决问题的，做好笔记。

避免死锁的方法：

1.避免一个线程同时获取多个锁。

2.避免一个线程在锁内同时占用多个资源，尽量保证每个锁只占用一个资源。

3.尝试使用定时锁，使用lock.tryLock(timeout)来替代使用内部锁机制。====》sornarlint优化的时候，遇到一个锁的优化，后来因为优化会有潜在风险，没有优化，看看那个点，对比总结下。

4.对于数据库锁，加锁和解锁必须在一个数据库连接里，否则会出现解锁失败的情况。

3.资源限制的挑战

资源限制：在进行并发编程时，程序的执行速度受限于计算机硬件资源或软件资源。

硬件资源限制有带宽的上传/下载速度、硬盘读写速度和CPU的处理速度。

软件资源限制有数据库的连接数和socket连接数等。

资源限制引发的问题：并发执行的代码受资源限制串行执行，速度会更慢，增加了上下文切换和资源调度的时间。

如果解决资源限制的问题：对于硬件资源限制，可以考虑使用集群并行执行程序。对于软件资源限制，可以考虑使用资源池将资源复用。总之，根据不同的资源限制调整程序的并发数。

java并发机制的底层实现原理：

java代码在编译后会变成java字节码，字节码被类加载器加载到JVM里，JVM执行字节码，最终需要转化为汇编指令在CPU上执行，java中所使用的并发机制依赖于JVM的实现和CPU的指令。 1.volatile volatile是轻量级的synchronized，它在多处理开发中保证了共享变量的“可见性”。 volatile使用恰当的话，比synchronized使用和执行成本更低，它不会引起线程上下文的切换和调度。

先了解几个CPU术语：