同步(Synchronous)和异步(Asynchronous)

  同步和异步通常来形容一次方法调用,同步方法调用一旦开始,调用者必须等到方法调用返回后,才能继续后续的行为

异步方法调用更像一个消息传递,一旦开始,方法调用就会立即返回,调用者就可以继续后续的操作

而异步方法通常会在另外一个线程中“真实”地执行。整个过程,不会阻碍调用者的工作。

上图中显示了同步方法调用和异步方法调用的区别。对于调用者来说,异步调用似乎是一瞬间就完成的。如果异步调用需要返回结果,那么当这个异步调用真实完成时,则会通知调用者。

打个比方,比如购物,如果你去商场买空调,当你到了商场看重了一款空调,你就向售货员下单。售货员去仓库帮你调配物品。这天你热的是在不行了,就催着商家赶紧给你送货,于是你就在商店里面候着他们,直到商家把你和空调一起送回家,一次愉快的购物就结束了。这就是同步调用。

不过,如果我们赶时髦,就坐在家里打开电脑,在电脑上订购了一台空调。当你完成网上支付的时候,对你来说购物过程已经结束了。虽然空调还没有送到家,但是你的任务已经完成了。商家接到你的订单后,就会加紧安平送货,当然这一切已经跟你无关了。你已经支付完成,想干什么就能去干什么,出去溜几圈都不成问题,等送货上门的时候,接到商家的电话,回家一趟签收就完事了。这就是异步调用。

并发(Concurrency)和并行(Parallelism)

并发和并行是两个非常容易被混淆的概念。他们都可以表示两个或者多个任务一起执行,但是侧重点有所不同。并发偏重于多个任务交替执行,而多个任务之间有可能还是串行的,而并行是真正意义上的“同时执行”,下图很好地诠释了这点。

大家排队在一个咖啡机上接咖啡,交替执行,是并发;两台咖啡机上面接咖啡,是并行。

从严格意义上来说,并行的多任务是真的同时执行,而对于并发来说,这个过程只是交替的,一会执行任务A,一会执行任务B,系统会不停地在两者之间切换。但对于外部观察者来说,即使多个任务之间是串行并发的,也会造成多任务间并行执行的错觉。

并发说的是在一个时间段内,多件事情在这个时间段内交替执行

并行说的是多件事情在同一个时刻同事发生。

实际上,如果系统内只有一个CPU,而使用多进程或者多线程任务,那么真实环境中这些任务不可能是真实并行的,毕竟一个CPU一次只能执行一条指令,在这种情况下多进程或者多线程就是并发的,而不是并行的(操作系统会不停地切换多任务)。真实的并行也只可能出现在拥有多个CPU的系统中(比如多核CPU)。

临界区

临界区用来表示一种公共资源或者说共享数据,可以被多个线程使用,但是每一次只能有一个线程使用它,一旦临界区资源被占用,其他线程要想使用这个资源就必须等待。

比如,一个办公室里有一台打印机,打印机一次只能执行一个任务。如果小王和小明同时需要打印文件,很明显,如果小王先发了打印任务,打印机就开始打印小王的文件,小明的任务就只能等待小王打印结束后才能打印,这里的打印机就是一个临界区的例子。

在并行程序中,临界区资源是保护的对象,如果意外出现打印机同时执行两个任务的情况,那么最有可能的结果就是打印出来的文件是损坏的文件,它既不是小王想要的,也不是小明想要的。

阻塞(Blocking)和非阻塞(Non-Blocking)

阻塞和非阻塞通常用来形容很多线程间的相互影响。比如一个线程占用了临界区资源,那么其他所有需要这个资源的线程就必须在这个临界区中等待。等待会导致线程挂起,这种情况就是阻塞。此时,如果占用资源的线程一直不愿意释放资源,那么其他线程阻塞在这个临界区上的线程都不能工作。

非阻塞的意思与之相反,它强调没有一个线程可以妨碍其他线程执行,所有的线程都会尝试不断向前执行。

死锁(Deadlock)、饥饿(Starvation)和活锁(Livelock)

死锁饥饿活锁都属于多线程的活跃性问题。如果发现上述几种情况,那么相关线程就不再活跃,也就是说它可能很难再继续往下执行了。

死锁应该是最糟糕的一种情况了(当然,其他几种情况也好不到哪里去),如下图显示了一个死锁的发生:

A、B、C、D四辆小车都在这种情况下都无法继续行驶了。他们彼此之间相互占用了其他车辆的车道,如果大家都不愿意释放自己的车道,那么这个状况将永远持续下去,谁都不可能通过,死锁是一个很严重的并且应该避免和实时小心的问题,后面的文章中会做更详细的讨论。

饥饿是指某一个或者多个线程因为种种原因无法获得所要的资源,导致一直无法执行。比如它的优先级可能太低,而高优先级的线程不断抢占它需要的资源,导致低优先级线程无法工作。在自然界中,母鸡给雏鸟喂食很容易出现这种情况:由于雏鸟很多,食物有限,雏鸟之间的事务竞争可能非常厉害,经常抢不到事务的雏鸟有可能被饿死。线程的饥饿非常类似这种情况。此外,某一个线程一直占着关键资源不放,导致其他需要这个资源的线程无法正常执行,这种情况也是饥饿的一种。于死锁想必,饥饿还是有可能在未来一段时间内解决的(比如,高优先级的线程已经完成任务,不再疯狂执行)。

活锁是一种非常有趣的情况。不知道大家是否遇到过这么一种场景,当你要做电梯下楼时,电梯到了,门开了,这是你正准备出去。但很不巧的是,门外一个人当着你的去路,他想进来。于是,你很礼貌地靠左走,礼让对方。同时,对方也非常礼貌的靠右走,希望礼让你。结果,你们俩就又撞上了。于是乎,你们都意识到了问题,希望尽快避让对方,你立即向右边走,同时,他立即向左边走。结果,又撞上了!不过介于人类的智慧,我相信这个动作重复两三次后,你应该可以顺利解决这个问题。因为这个时候,大家都会本能地对视,进行交流,保证这种情况不再发生。但如果这种情况发生在两个线程之间可能就不那么幸运了。如果线程智力不够。且都秉承着“谦让”的原则,主动将资源释放给他人使用,那么久会导致资源不断地在两个线程间跳动,而没有一个线程可以同时拿到所有资源正常执行。这种情况就是活锁。

例子均来自公众号"路人甲Java" ,可以帮助我们更好的理解开发中高并发的问题.

转载于:https://www.cnblogs.com/meizhoulqp/p/11148511.html

Java高并发系列---第1天(概念)相关推荐

  1. java高并发系列 - 第1天:必须知道的几个概念

    java高并发系列-第1天:必须知道的几个概念 同步(Synchronous)和异步(Asynchronous) 同步和异步通常来形容一次方法调用,同步方法调用一旦开始,调用者必须等到方法调用返回后, ...

  2. [Java高并发系列(5)][详细]Java中线程池(1)--基本概念介绍

    1 Java中线程池概述 1.1 什么是线程池? 在一个应用当中, 我们往往需要多次使用线程, 这意味着我们需要多次创建和销毁线程.那么为什么不提供一个机制或概念来管理这些线程呢? 该创建的时候创建, ...

  3. Java 高并发系列1-开篇

    Java 高并发系列1-开篇 我们都知道在Android开发中, 一个Android程序启动之后会有一个主线程,也就是UI线程, 而网络加载数据, 本地文件长时间读写,图片压缩,等等,很多耗时操作会阻 ...

  4. java高并发系列 - 第3天:有关并行的两个重要定律

    java高并发系列第3篇文章,一个月,咱们一起啃下java高并发,欢迎留言打卡,一起坚持一个月,拿下java高并发. 有关为什么要使用并行程序的问题前面已经进行了简单的探讨.总的来说,最重要的应该是处 ...

  5. Java高并发系列5-线程池

    Java高并发系列5-线程池 接上一篇Java并发系列4-并发容器我们继续 在编程中经常会使用线程来异步处理任务,但是每个线程的创建和销毁都需要一定的开销.如果每次执行一个任务都需要开个新线程去执行, ...

  6. java高并发系列 - 第6天:线程的基本操作,必备技能

    新建线程 新建线程很简单.只需要使用new关键字创建一个线程对象,然后调用它的start()启动线程即可. Thread thread1 = new Thread1(); t1.start(); 那么 ...

  7. Java高并发系列 — AQS

    只懂volatile和CAS是不是可以无视concurrent包了呢,发现一个好链接,继续死磕,第一日: 首先,我承认很多时候要去看源码才能更好搞懂一些事,但如果站在巨人肩膀上呢?有了大概思想源码看还 ...

  8. shell 获取命令执行结果_java高并发系列 第31天:获取线程执行结果,这6种方法你都知道?...

    这是java高并发系列第31篇. 环境:jdk1.8. java高并发系列已经学了不少东西了,本篇文章,我们用前面学的知识来实现一个需求: 在一个线程中需要获取其他线程的执行结果,能想到几种方式?各有 ...

  9. java高并发与多线程汇总(一):基础知识(上)

    java高并发与多线程汇总 往期文章推荐:   java高并发与多线程汇总(一):基础知识(上)   java常见面试考点(四十二):序列化与反序列化   java常见面试考点(四十三):泛型   j ...

最新文章

  1. GitHub的这个彩蛋我居然才知道,我OUT了
  2. idea server日志乱码_IDEA高级玩法:集成JIRA、UML类图插件、SSH、FTP、Database管理
  3. python怎么安装matplotlib-在python3.7下怎么安装matplotlib
  4. [云炬创业基础笔记] 第三章测试4
  5. 创建二级索引_技术分享 | InnoDB 排序索引的构建
  6. 《梦断代码》读后感 - 驱动,责任,交流,远虑
  7. VS2010开发应用程序读写注册表
  8. iOS在app里面跳转到系统的设置界面
  9. c语言源程序总是由一个或多个函数组成,2016年中山大学卡内基梅隆大学C语言程序设计复试笔试仿真模拟题...
  10. Visual Sourcesafe Internet使用备忘
  11. stm32 OV7670/摄像头模块颜色区域定位(腐蚀中心算法)
  12. java方法调用制作万年历,基于JAVA的万年历api调用代码实例
  13. 基于canvas图像处理的图片 灰色图像
  14. 打印机只能扫描图片,不能扫描成PDF解决办法
  15. 夜晚,我路过那座城市
  16. 爬虫,第十次实战之线程池(梨视频下载)
  17. Java导出Excel表格出现文件损坏异常解决方案
  18. Mac 端口号8080被占用
  19. Autofac注册组件(3)
  20. python罗马数字转换阿拉伯数字_Python将阿拉伯数字转换为罗马数字的方法

热门文章

  1. 【转】Spring横切面(advice),增强(advisor),切入点(PointCut)(JAVA后端)
  2. 免费使用IDEA,Pycharm等官方正版软件Jetbrains学生认证教程
  3. U盘常见病毒或木马解决篇
  4. 基于SpringBoot+微信小程序的壁纸小程序
  5. android 第三方视频库,android视频播放库
  6. 人数全球第一,但现在中国的问题不是人太多,而是太少 | 浪潮工作室
  7. 视频教程-微信小程序开发实战之番茄时钟开发-微信开发
  8. pe结构分析之手工修复导入表
  9. VSSDK 系列 - 创建 灯泡提示 ,替换 单词
  10. ksps什么单位_采样频率Hz 采样率KSPS或MSPS,两种单位的换算关系