JAVA并发编程学习笔记------多线程调优

1. 多线程场景下尽量使用并发容器代替同步容器

　　（如ConcurrentHashMap代替同步且基于散列的Map, 遍历操作为主要操作的情况下用CopyOnWriteArrayList代替同步的List）

　　ConcurrentHashMap：分段锁机制，多线程条件下优于HashMap+synchronized的组合方式；
　　CopyOnWriteArrayList： 每次修改时都会创建并重新发布一个新的容器副本，从而实现可变性。容器的迭代器保留一个指向底层基础数组的引用，这个数组当前位于迭代器的起始位置，由于他不会被修改，
所以在对其进行同步时只需确保数组内容的可见性。
2. 避免死锁
　　a)尽量不要在释放锁之前竞争其他锁：一般可以通过细化同步方法来实现，只在真正需要保护共享资源的地方去拿锁，并尽快释放锁，这样可以有效降低在同步方法里调用其他同步方法 的情况
　　b）顺序索取锁资源: 如果实在无法避免嵌套索取锁资源，则需要制定一个索取锁资源的策略，先规划好有哪些锁，然后各个线程按照一个顺序去索取
　　c）尝试定时锁: Java 5提供了更灵活的锁工具，可以显式地索取和释放锁。那么在索取锁的时候可以设定一个超时时间，如果超过这个时间还没索取到锁，则不会继续堵塞而是放弃此次任务,如下：

public boolean trySendOnSharedLine(String message, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
   	long nanosToLock = unit.toNanos(timeout) - estimatedNanosToSend(message);
    	if (!lock.tryLock(nanosToLock, NANOSECONDS)){
       		return false;
	}
   	 try {
        	return sendOnSharedLine(message);
   	} finally {
       		lock.unlock();
    	}
}　

这样可以效打破死锁条件。
3. Amdahl定理：
　　speedup<= 1/(F+(1-F)/N)
　　其中，F是串行化比例，N是处理器数量，由上可知，只有尽可能减少串行化，才能最大化地提高可扩展能力。降低串行化的关键就是降低锁竞争，当很多并行任务挂在锁的获取上，就是串行化的表现.
4. 降低锁竞争
　　1）缩小锁的范围
　　　　尽量缩小锁保护的范围，快进快出，因此尽量不要直接在方法上使用synchronized关键字，而只是在真正需要线程安全保护的地方使用
　　2）减小锁的粒度
　　　　尽量避免大段的synchronize代码块
　　3）减少共享资源的依赖
　　　　在多线程开发中尽量减少对共享资源的依赖，比如对象池的技术应该慎重考虑，新的JVM对新建对象以做了足够的优化，性能非常好，如果用对象池不但不能提高多少性能，反而 会因为锁竞争导致降低线程的可并发性。
　　4）使用读写分离锁来替换独占锁
　　　　Java 5提供了一个读写分离锁（ReadWriteLock）来实现读-读并发，读-写串行，写-写串行的特性。这种方式更进一步提高了可并发性，因为有些场景大部分是读操作，因此没必要串行工作。
5. 切换上下文
　　线程比较多的时候，操作系统切换线程上下文的性能消耗是不能忽略的，
6. 内存同步
　　当使用到synchronized、volatile或Lock的时候，都会为了保证可见性导致更多的内存同步，这就无法享受到JMM结构带来了性能优化。
7. 适当使用同步工具类
　　(1) 闭锁(CountDownLatch): 延迟线程的进度直到其达到终止状态，用来确保某些活动直到其他活动都完成后才继续执行；一次性对象，一旦进入终止状态，就不能被重置；
　　(2) FutureTask: 可生成结果的Callable,如果有结果可用，那么FutureTask.get将立即返回结果，否则它会一直阻塞，直到结果计算出来再将其返回。
　　(3) 信号量(Semaphore)：用来控制同时访问某个特定资源的操作数量，或者同时某个指定操作的数量，Semaphore还可以用来实现某种资源池，或者对容器施加边界。
　　(4) 栅栏（Barrier）: 类似于闭锁，区别在于所有线程必须同时到达栅栏位置才能继续执行，闭锁用于等待事件，而栅栏用于等待其他线程。可被重置用于下次使用。两种实现方式：CyclicBarrier，Exchanger

8. 实际情况中，应尽可能的使用现有的线程安全对象（例如AtomicInteger）来管理类的状态

9. 在多线程程序中使用共享且可变的long和double等类型的变量也是不安全的，除非用volatile来声明它们，或者用锁保护起来。