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Import Advanced Go Programming 1.5 面向并发的内存模型 在早期,CPU都是以单核的形式顺序执行机器指令.Go语言的祖先C语言正是这种顺序编程语言的代表.顺序编程语言中的顺序是指:所有的指令都是以串行的方式执行,在相同的时刻有且仅有一个CPU在顺序执行程序的指令. 随着处理器技术的发展,单核时代以提升处理器频率来提高运行效率的方式遇到了瓶颈,目前各种主流的CPU频率基本被锁定在了3GHZ附近.单核CPU的发展的停滞,给多核CPU的发展带来了机遇.相应地,编程语言也…
Go语言是基于消息并发模型的集大成者,它将基于CSP模型的并发编程内置到了语言中,通过一个go关键字就可以轻易地启动一个Goroutine,与Erlang不同的是Go语言的Goroutine之间是共享内存的. Goroutine和系统线程 Goroutine是Go语言特有的并发体,是一种轻量级的线程,由go关键字启动.在真实的Go语言的实现中,goroutine和系统线程也不是等价的.尽管两者的区别实际上只是一个量的区别,但正是这个量变引发了Go语言并发编程质的飞跃. 系统线程 每个系统级线程都…
内存模型 在计算机CPU,内存,IO三者之间速度差异,为了提高系统性能,对这三者速度进行平衡. CPU 增加了缓存,以均衡与内存的速度差异: 操作系统增加了进程.线程,以分时复用 CPU,进而均衡 CPU 与 I/O 设备的速度差异: 编译程序优化指令执行次序,使得缓存能够得到更加合理地利用. 以上三种系统优化,对于硬件的效率有了显著的提升,但是他们同时也带来了可见性,原子性以及顺序性等问题.基于Cpu高速缓存的存储交互很好得解决了CPU和内存得速度矛盾,但是也提高了计算机系统得复杂度,引入了新…
先来说说什么是内存模型吧 在硬件中,由于CPU的速度高于内存,所以对于数据读写来说会出现瓶颈,无法充分利用CPU的速度,因此在二者之间加入了一个缓冲设备,高速缓冲寄存器,通过它来实现内存与CPU的数据交互.我们现在的计算机都是多CPU多核的,而每个CPU都需要配备一个寄存器,那么问题来了,如果一个CPU对数据进行修改写入了寄存器但没及时更新到主存,另一个CPU也对其进行了修改,便会发生数据错误,最终得到的结果并非我们想要的. 如何解决这一问题呢?缓存一致性!我们需要一个缓存一致性模型来规范化我们…
在并发编程中,需要解决两个问题:线程间如何通信&线程间如何同步 线程同步:控制不同线程操作顺序的机制 解决这两个问题的方案有两种:共享内存&消息传递 共享内存:通过使用共享内存,隐式通信和同步:这里程序员必须显式的指定某个方法或代码块要在线程间互斥执行 消息传递:通过发消息来通信和同步:由于接收消息必须在发送消息之后,因此算是隐式的设置了同步 而JAVA采用的是共享内存模型. JMM(Java内存模型)如下 如上图所示,JMM定义了线程和主内存之间的关系:线程之间的共享内存都存储在共享内存…
并发编程模型 1.两个关键问题 1)线程之间如何通信 共享内存程之间共享程序的公共状态,通过写-读内存中的公共状态进行隐式通信 消息传递程之间没有公共状态,线程之间必须通过发送消息来显式进行通信 2)线程之间如何同步 线程之间没有公共状态,线程之间必须通过发送消息来显式进行通信 总结:Java的并发采用的是共享内存模型,Java线程之间的通信总是隐式进行,整个通信过程对程序员完全透明. 2.抽象结构 1)本地内存 每个线程都有一个私有的本地内存(LocalMemory),本地内存中存储了该线程以…
在上篇博客([死磕Java并发]-----深入分析volatile的实现原理)LZ提到过由于存在线程本地内存和主内存的原因,再加上重排序,会导致多线程环境下存在可见性的问题.那么我们正确使用同步.锁的情况下,线程A修改了变量a何时对线程B可见? 我们无法就所有场景来规定某个线程修改的变量何时对其他线程可见,但是我们可以指定某些规则,这规则就是happens-before,从JDK 5 开始,JMM就使用happens-before的概念来阐述多线程之间的内存可见性. 在JMM中,如果一个操作执行…
一.原子性 原子性是指一个操作是不可中断的.即使在多个线程一起执行的时候,一个操作一旦开始,就不会被其它线程干扰. i++是原子操作吗? 不是,包含3个操作:读i,i=i+1,写i 32位的机子上读取64位的long型也不是原子操作 二.有序性 2.1 举例 在并发时,程序的执行可能会出现乱序 2.2 步骤 一条指令的执行是可以分为很多步骤的: 取指IF 译码和取寄存器操作数ID 执行或者有效地址计算EX 存储器访问MEM 写回WB 流水线执行指令 分析: 指令分解成不同阶段 假设一条指令消耗一…
在学习Java内存模型之前,先了解一下线程通信机制. 1.线程通信机制 在并发编程中,线程之间相互交换信息就是线程通信.目前有两种机制:内存共享与消息传递. 1.1.共享内存 Java采用的就是共享内存,本次学习的主要内容就是这个内存模型. 内存共享方式必须通过锁或者CAS技术来获取或者修改共享的变量,看起来比较简单,但是锁的使用难度比较大,业务复杂的话还有可能发生死锁. 1.2.消息传递 Actor模型即是一个异步的.非阻塞的消息传递机制.Akka是对于Java的Actor模型库,用于构建高并…
Golang实现高并发的调度模型---MPG模式 传统的并发形式:多线程共享内存,这也是Java.C#或者C++等语言中的多线程开发的常规方法,其实golang语言也支持这种传统模式,另外一种是Go语言特有的,也是Go语言推荐的:CSP(communicating sequential processes)并发模型.不同于传统的多线程通过共享内存来通信,CSP讲究的是“以通信的方式来共享内存”. “不要以共享内存的方式来通信,相反,要通过通信来共享内存.” go语言使用MPG模式来实现CSP :…