关于降低锁的竞争程度------从奶爸的角度思考

题外话：这篇文章的灵感来源于近日带娃耍。

锁竞争带来的问题

在锁上发生竞争，导致串行操作花费的时间比例增加，进而降低程序的可伸缩性。具体可参考Amdahl定律，大致可理解为处理器的利用率p与处理器数量n和串行比例f成反比，p = 1/nf.
此外，在锁上发生竞争，导致上下文切换的开销增加，进而降低程序的性能。基本上每一次上下文切换都涉及到操作系统，JVM，缓存的个方面的开销。

降低锁的竞争程度的好处

基于上面所述，降低锁的竞争程度，是有利于程序的可伸缩性和性能的。

降低锁的竞争程度的方式

一般以下三种方式：

减少锁的持有时间。
降低锁的请求频率。
使用一些协调机制。

这三种方式应该是很容易理解的。

从奶爸的角度思考以下场景

假设以下场景：几个小孩，一个奶爸，一堆玩具，小孩必须通过奶爸才能拿到玩具，而奶爸一次只能被满足一个小孩的要求，并且小孩在玩耍后必须对玩具进行清洁放回原位。

如果每个小孩在拿到玩具后只是玩耍，不需要花时间来给玩具做清洁并放回原位，那么势必增加其他小孩玩耍玩具的机会。此处相当于缩小锁的范围，将一些和锁无关的，长时间的操作移除，把锁用在真正需要的地方。
如果每个小孩不需要通过奶爸才能拿到玩具，而是只要玩具没有其他小孩玩耍，就可以拿来玩。那么势必大大增加了每个小孩玩耍玩具的机会。此处相当于减小锁的粒度，通过锁分解和锁分段，多个相互独立的锁来保护独立的变量，这样就降低了每个锁被请求的频率。
如果奶爸来协调安排各个小孩玩耍玩具，而不是每一次只能满足一个小孩的要求，那么势必玩具的使用度和小孩的体验度也会很好。此处相当于使用一些协调机制来管理共享状态。

备注：小孩相当于线程，玩具相当于资源，奶爸相当于独占锁（1,2）或者某种协调机制（3）。

生活中的事想想也是挺有趣的吧。：）

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