百度360必应搜狗淘宝本站头条
当前位置:网站首页 > IT技术 > 正文

并发编程体系概述

wptr33 2024-12-13 16:38 23 浏览

作者:京东自有品牌 周振

类别

定义

特点

应用场景

Java中的使用

进程 (Process)

计算机程序在操作系统中执行的实例

- 独立性强、 拥有独立的内存空间、 创建和销毁开销大- 进程间通信复杂

- 独立的应用程序 - 高隔离性任务,如数据库服务器

- Java应用程序运行在JVM进程中 - 通过ProcessBuilder调用外部进程

线程 (Thread)

进程中的执行单元,共享进程的内存空间和资源

- 轻量级- 共享内存- 创建和销毁开销较小- 并发执行

- 多任务处理,如GUI应用 - 并行计算

- 使用java.lang.Thread类 - 利用java.util.concurrent包 - 线程池(ExecutorService)管理线程

协程 (Coroutine)

更轻量级的并发单元,通过用户态上下文切换实现

- 更轻量级- 非抢占式调度- 高效I/O处理

- I/O密集型任务,如网络爬虫 高并发Web应用

- Java本身不直接支持 - 使用Kotlin协程实现异步编程

协程在处理高并发和I/O密集型任务时,具有明显的优势,尤其是在编写异步代码时更加简洁和高效。然而,对于CPU密集型任务和传统的多任务处理,线程仍然是一个成熟且有效的选择。

选择协程还是线程,取决于具体的应用场景和需求。随着Kotlin协程在Java生态系统中的普及,越来越多的中间件和框架开始支持协程。

但是并不一定要使用协程,使用基于多线程的分布式并发框架也可以实现类似的效果、如akka、Spring WebFlux等。


多线程知识汇总

基础知识

具体可以查找我之前博客: https://blog.csdn.net/Zzhou1990/article/details/106008171





响应式编程



特性

CompletableFuture

Stream

Optional

Observable (RxJava 1)

Observable (RxJava 2)

Flowable (RxJava 2)

Flux

Akka Streams

可组合的

?

?

?

?

?

?

?

?

惰性的

?

?

?

?

?

?

?

?

可重用的

?

?

?

?

?

?

?

? (部分)

异步的

?

?

?

?

?

?

?

?

可缓存的

?

?

?

? (需显式调用)

? (需显式调用)

? (需显式调用)

? (需显式调用)

?

推送的

?

?

?

?

?

?

?

?

背压的

?

?

?

?

?

?

?

?

操作符融合

?

?

?

?

?

?

?

?

Show me code

获取时间的并发问题

总结起来原因是System.currentTimeMillis调用了gettimeofday()

调用gettimeofday()需要从用户态切换到内核态;

gettimeofday()的表现受Linux系统的计时器(时钟源)影响,在HPET计时器下性能尤其差;

系统只有一个全局时钟源,高并发或频繁访问会造成严重的争用

所以中间件在获取时间时候会有一个单例线程。

分析文章地址 http://pzemtsov.github.io/2017/07/23/the-slow-currenttimemillis.html


阿里sentine获取时间工具类

public final class TimeUtil {

    private static volatile long currentTimeMillis;

    static {
        currentTimeMillis = System.currentTimeMillis();
        Thread daemon = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    currentTimeMillis = System.currentTimeMillis();
                    try {
                        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1);
                    } catch (Throwable e) {

                    }
                }
            }
        });
        daemon.setDaemon(true);
        daemon.setName("sentinel-time-tick-thread");
        daemon.start();
    }

    public static long currentTimeMillis() {
        return currentTimeMillis;
    }
}


json转换的性能问题


    List<VendorAllVo> vendorList = vendorInfoMapper.findVendorList();
    log.info("日志输出:{}", JSONUtils.toJSONString(vendorList));

    if(log.isInfoEnabled()){
        log.info("日志输出:{}", JSONUtils.toJSONString(vendorList));
    }


class User {
    private long id;
    private String name;
    private String email;
}

  public User getUserInfoLowPerformance(long userId) {
        String key = USER_INFO_KEY + ":" + userId;
        String jsonUser = (String) redisTemplate.opsForValue().get(key);
        if (jsonUser == null) {
            return null;
        }
        return new Gson().fromJson(jsonUser, User.class);
    }


    public User getUserInfo(long userId) {
   
        Map<String, Object> userInfoMap = redisTemplate.opsForHash().entries(key);
        if (userInfoMap.isEmpty()) {
            return null;
        }

        user = new User();
        user.setId((Long) userInfoMap.get("id"));
        user.setName((String) userInfoMap.get("name"));
        user.setEmail((String) userInfoMap.get("email"));
        //...
     }



循环处理

循环会将低性能代码放大,主要查看以下,使用异步或非核心操作不是必须在响应前完成。

查找数据O(1)、使用IO网络、缓存、磁盘、使用cpu等操作


流式编程

流程编程、caffeine缓存、批处理优化;减少阻塞等待

case改造案例:50ms -> 15ms


UMP和泰山

UMP秒级监控、强大泰山整合了UMP、链路追踪、硬件监控、负载均衡等,内部优秀的工具帮助监控性能问题;

通过UMP秒级监控作为入口,秒级监控需手动开启,限制接口50个




Tp99/Tp999;可用率等;下钻查看每个机器的流量,这些可以根据机器配置在NP平台调整权重以及负载策略,继续根据机器查看



??

生态和体系

并发&IO









并发&内存&CPU

JVM内存模型,不同的jdk版本;确保内存可见性和指令重排序的规则、以及线程的调度

JVM gc参数设置、包括gc频率、相关参数线程数

用户态和内核态切换。


并发&锁

选择不同的锁,会对并发产生比较大的影响;

锁分类 : 互斥锁、自旋锁、读写锁、乐观锁、悲观锁、锁分段(表锁、行锁、间隙锁)、无锁cas

https://blog.csdn.net/Zzhou1990/article/details/114393298?spm=1001.2014.3001.5501

并发&中间件

数据库、缓存、断路器(限流、降级、合并)、服务间调用、配置中心、链路追踪、日志、JMQ

基数和标准:一次Tcp连接时间、一次Http连接时间

如机器配置4核8g mysql, qps和tps 响应时间根据sql复杂度从几十ms~ns不等

如机器配置8核32C redis qps 响应时间从nms~100ms

其他:

堆外内存

减少gc、序列化和反序列化。

字节码增加

Ask gpt4.0 字节码增强如何提高代码性能

缓存行

64Kb、Disruptor、伪共享

https://tech.meituan.com/2016/11/18/disruptor.html

类似概念磁盘顺序读写

局部性原理和分支优化

空间局部性优化:使用数组、合理模型结构

较少分支、分支展开、条件合并


性能分析、火焰图 http://jagile.jd.com/shendeng/article/detail/1680

如何写出让CPU跑得更快的代码 = 如何写出让CPU缓存命中率更高的代码


并发不只是并发,他还是个策略问题:处理数据的时候选择合适的策略,可能数据很快就会跑出来。

问下chatgpt:从kafka架构设计角度说说高并发怎么实现、用户态和内核态、

相关推荐

MySQL进阶五之自动读写分离mysql-proxy

自动读写分离目前,大量现网用户的业务场景中存在读多写少、业务负载无法预测等情况,在有大量读请求的应用场景下,单个实例可能无法承受读取压力,甚至会对业务产生影响。为了实现读取能力的弹性扩展,分担数据库压...

Postgres vs MySQL_vs2022连接mysql数据库

...

3分钟短文 | Laravel SQL筛选两个日期之间的记录,怎么写?

引言今天说一个细分的需求,在模型中,或者使用laravel提供的EloquentORM功能,构造查询语句时,返回位于两个指定的日期之间的条目。应该怎么写?本文通过几个例子,为大家梳理一下。学习时...

一文由浅入深带你完全掌握MySQL的锁机制原理与应用

本文将跟大家聊聊InnoDB的锁。本文比较长,包括一条SQL是如何加锁的,一些加锁规则、如何分析和解决死锁问题等内容,建议耐心读完,肯定对大家有帮助的。为什么需要加锁呢?...

验证Mysql中联合索引的最左匹配原则

后端面试中一定是必问mysql的,在以往的面试中好几个面试官都反馈我Mysql基础不行,今天来着重复习一下自己的弱点知识。在Mysql调优中索引优化又是非常重要的方法,不管公司的大小只要后端项目中用到...

MySQL索引解析(联合索引/最左前缀/覆盖索引/索引下推)

目录1.索引基础...

你会看 MySQL 的执行计划(EXPLAIN)吗?

SQL执行太慢怎么办?我们通常会使用EXPLAIN命令来查看SQL的执行计划,然后根据执行计划找出问题所在并进行优化。用法简介...

MySQL 从入门到精通(四)之索引结构

索引概述索引(index),是帮助MySQL高效获取数据的数据结构(有序),在数据之外,数据库系统还维护者满足特定查询算法的数据结构,这些数据结构以某种方式引用(指向)数据,这样就可以在这些数据结构...

mysql总结——面试中最常问到的知识点

mysql作为开源数据库中的榜一大哥,一直是面试官们考察的重中之重。今天,我们来总结一下mysql的知识点,供大家复习参照,看完这些知识点,再加上一些边角细节,基本上能够应付大多mysql相关面试了(...

mysql总结——面试中最常问到的知识点(2)

首先我们回顾一下上篇内容,主要复习了索引,事务,锁,以及SQL优化的工具。本篇文章接着写后面的内容。性能优化索引优化,SQL中索引的相关优化主要有以下几个方面:最好是全匹配。如果是联合索引的话,遵循最...

MySQL基础全知全解!超详细无废话!轻松上手~

本期内容提醒:全篇2300+字,篇幅较长,可搭配饭菜一同“食”用,全篇无废话(除了这句),干货满满,可收藏供后期反复观看。注:MySQL中语法不区分大小写,本篇中...

深入剖析 MySQL 中的锁机制原理_mysql 锁详解

在互联网软件开发领域,MySQL作为一款广泛应用的关系型数据库管理系统,其锁机制在保障数据一致性和实现并发控制方面扮演着举足轻重的角色。对于互联网软件开发人员而言,深入理解MySQL的锁机制原理...

Java 与 MySQL 性能优化:MySQL分区表设计与性能优化全解析

引言在数据库管理领域,随着数据量的不断增长,如何高效地管理和操作数据成为了一个关键问题。MySQL分区表作为一种有效的数据管理技术,能够将大型表划分为多个更小、更易管理的分区,从而提升数据库的性能和可...

MySQL基础篇:DQL数据查询操作_mysql 查

一、基础查询DQL基础查询语法SELECT字段列表FROM表名列表WHERE条件列表GROUPBY分组字段列表HAVING分组后条件列表ORDERBY排序字段列表LIMIT...

MySql:索引的基本使用_mysql索引的使用和原理

一、索引基础概念1.什么是索引?索引是数据库表的特殊数据结构(通常是B+树),用于...