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并發(fā)編程的核心是什么?

• 同步
• 互斥
• 分工

并發(fā)編程解決分工問(wèn)題有哪些設(shè)計(jì)模式?

• Thread-Per-Message模式
• Worker Thread模式
• 生產(chǎn)者-消費(fèi)者模式
• …

簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)Thread-Per-Message模式

將事情委托他人代辦，有個(gè)好處，就是可以專心做自己事了。

編程也是這樣，比如寫(xiě)一個(gè)HTTP Server，很顯然只能在主線程中接收請(qǐng)求，而不能處理HTTP請(qǐng)求，因?yàn)槿粼谥骶€程中處理HTTP請(qǐng)求，則同一時(shí)間只能處理一個(gè)請(qǐng)求，太慢了!這時(shí)就可以采取委托的思路，創(chuàng)建一個(gè)子線程，委托子線程去處理HTTP請(qǐng)求。

這種騷操作，在并發(fā)領(lǐng)域就是Thread-Per-Message模式(后文簡(jiǎn)稱為 TPM)：為每個(gè)任務(wù)分配一個(gè)獨(dú)立線程。這也是最簡(jiǎn)單的一種分工方案。

Java 線程實(shí)現(xiàn)TPM

TPM最經(jīng)典的應(yīng)用場(chǎng)景就是網(wǎng)絡(luò)編程的服務(wù)端實(shí)現(xiàn)。

服務(wù)端為每個(gè)客戶端請(qǐng)求創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立線程，當(dāng)線程處理完請(qǐng)求后，自動(dòng)銷(xiāo)毀，這是最簡(jiǎn)單的并發(fā)處理網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的方法。

• 比如echo程序的服務(wù)端

但該實(shí)現(xiàn)不可能在實(shí)際生產(chǎn)使用，因?yàn)镴ava線程實(shí)在是個(gè)重量級(jí)對(duì)象：

• 創(chuàng)建線程比較耗時(shí)
• 線程占用的內(nèi)存也較大

所以，為每個(gè)請(qǐng)求創(chuàng)建一個(gè)新的線程并不適合互聯(lián)網(wǎng)的高并發(fā)場(chǎng)景。

難道TPM只是空想國(guó)?如果換一種實(shí)現(xiàn)，估計(jì)你會(huì)想到線程池。方向沒(méi)問(wèn)題，但引入線程池也會(huì)增加復(fù)雜度。

換個(gè)角度看問(wèn)題，語(yǔ)言、工具、框架應(yīng)該是幫助我們更高性能實(shí)現(xiàn)方案的，而不是用來(lái)否定方案的，TPM作為一種最簡(jiǎn)單的分工方案，Java語(yǔ)言支持不了，顯然是Java語(yǔ)言本身設(shè)計(jì)問(wèn)題。

Java語(yǔ)言里，Java線程是和操作系統(tǒng)線程一一對(duì)應(yīng)的，這種做法本質(zhì)上是將Java線程的調(diào)度權(quán)完全委托給操作系統(tǒng)，而操作系統(tǒng)在這方面非常成熟，所以這種做法的好處是穩(wěn)定、可靠，但是也繼承了操作系統(tǒng)線程的缺點(diǎn)：創(chuàng)建成本高。為了解決這個(gè)缺點(diǎn)，Java并發(fā)包里提供了線程池等工具類。這個(gè)思路在很長(zhǎng)一段時(shí)間里都是很穩(wěn)妥的方案，但是這個(gè)方案并不是唯一的方案。

業(yè)界還有另外一種方案：

輕量級(jí)線程

該方案在Java領(lǐng)域知名度不高，但和Go里的協(xié)程，本質(zhì)都是一種輕量級(jí)線程。其創(chuàng)建成本很低，和創(chuàng)建一個(gè)普通對(duì)象類似;并且創(chuàng)建速度和內(nèi)存占用相比os線程至少有一個(gè)數(shù)量級(jí)提升，所以基于輕量級(jí)線程實(shí)現(xiàn)TPM就完全沒(méi)有問(wèn)題。

Java也意識(shí)到輕量級(jí)線程的意義，OpenJDK的Loom項(xiàng)目就是要解決Java語(yǔ)言的輕量級(jí)線程問(wèn)題。Loom 中的輕量級(jí)線程稱為Fiber。

使用Fiber實(shí)現(xiàn)TPM。

Loom在設(shè)計(jì)輕量級(jí)線程時(shí)，也充分參考了當(dāng)前Java線程的使用方式，所以學(xué)習(xí)成本還是很低的。只需將new Thread(()->{…}).start()換成 Fiber.schedule(()->{})。

在 Java 的高并發(fā)領(lǐng)域，雖然不具備可行性，不過(guò)對(duì)一些并發(fā)度沒(méi)那么高的異步場(chǎng)景，例如定時(shí)任務(wù)，采用 TPM完全沒(méi)問(wèn)題。

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