16 | 多线程调优（下）：如何优化多线程上下文切换？
该思维导图由 AI 生成，仅供参考
竞争锁优化
荧光笔
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本文介绍了如何优化多线程上下文切换的方法，主要包括竞争锁优化和wait/notify优化两个方面。在竞争锁优化方面，文章提到了减少锁的持有时间、降低锁的粒度和非阻塞乐观锁替代竞争锁等方法。在wait/notify优化方面，文章指出了使用Object.notify()替代Object.notifyAll()、尽快释放内部锁以及使用Lock锁结合Condition接口替代Synchronized内部锁中的wait/notify等方法。此外，文章还提到了合理设置线程池大小、使用协程实现非阻塞等待以及减少Java虚拟机的垃圾回收等优化方法。总的来说，本文通过介绍竞争锁优化和wait/notify优化的方法，为读者提供了在多线程编程中优化上下文切换的实用技巧，有助于提高系统的性能和并发能力。
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全部留言(38)
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Geek_1f1a07Zed说的不对，首先，所有的锁，无论synchronize还是lock，如果发生竞争条件，都可能造成上下文切换，优化锁的目的是为了尽量降低发生锁竞争的概率，synchronize做的优化都是把竞争的可能消灭在前期的偏向锁，轻量级锁，把会造成上下文切换的“脏活”留在最后。lock的乐观锁大体思路也是一样的，不到万不得已，不会轻易调用park方法。但是本质上java目前都是利用内核线程，所以都会有上下文切换。除非使用协程的技术，这个以前有green thread，后来不用了，期待老师后面对协程的讲解。作者回复: 回答很好，赞一个。
2019-06-2557
尔冬橙volitile的读写不会导致上下文切换，操作系统层面怎么理解呢作者回复: volatile主要是用来保证共享变量额可见性，以及防止指令重排序，保证执行的有序性。 通过生成.class文件之后，反编译文件我们可以看到通过volatile修饰的共享变量，在写入操作的时候会多一个Lock前缀这样的指令，当操作系统执行时会由于这个指令，将当前处理器缓存的数据写回系统内存中，并通知其他处理器中的缓存失效。 所以volatile不会带来线程的挂起操作，不会导致上下文切换。
2019-09-2118
Zed回答趙衍同学 如你所说，synchronized主要是因为有用户态和内核态的交互所以能到进程级别。 而Lock是通过AQS的state状态来判断是否持有锁，整个过程都是在用户态或者说纯java实现。 最后lock.await()也是把当前线程放到当前条件变量的等待队列中并让出cpu。顺便提下，lock支持多条件变量。作者回复: 回答很好。线程进入阻塞，两者都会发生进程上下文切换。Synchronized中阻塞线程无论何时去获取锁，都需要进入到内核态，而AQS中，阻塞线程再次获取锁时，是通过state以及CAS操作判断，只有没有竞争成功时，才会再次被挂起，这样可以尽量减少上下文切换。
2019-06-2515
QQ怪我觉得有些人建议使用notifyall的原因是使用notify需要有十足的把握去确认哪条线程需要唤醒，因为一不留神就容易搞错，为了优化而优化最后事倍功半，所以大家才会使用notifyall一劳永逸，我其实挺认同老师的观点，老师，全部唤醒会导致更多的上下文切换，是否要优化这点，我觉得还是得看个人了吧😂作者回复: notify()可以结合wait（long）方法使用，解决某些没有通知的线程被通知不到的问题
2019-06-26313
你好旅行者老师好！在synchronized中，“挂起”这个动作是由JVM来实现的，获取不到锁的线程会被迫让出CPU，由于synchronized是基于操作系统的mutex机制，所以会产生进程的上下文切换。我想请问老师，在JDK的Lock中，或者AQS中，线程“挂起”这个动作又是怎么实现的呢？为什么不会产生进程级别的上下文切换呢？作者回复: AQS挂起是通过LockSupport中的park进入阻塞状态，这个过程也是存在进程上下文切换的。但被阻塞的线程再次获取锁时，不会产生进程上下文切换，而synchronized阻塞的线程每次获取锁资源都要通过系统调用内核来完成，这样就比AQS阻塞的线程更消耗系统资源了。
2019-06-25210- td901105老师,是不是使用Lock锁机制不会有用户态和内核态的切换?还是Lock本身锁机制是不涉及用户态到内核态的切换的,只是在未获取锁的时候需要使用内核态的方法比如park方法进行线程的挂起?
作者回复: 一样会有，相对同步锁来说，只是减少了用户态和内核态的切换。Lock锁被阻塞的线程再次获取锁时，不会产生进程上下文切换，而synchronized阻塞的线程每次获取锁资源都要通过系统调用内核来完成。
2019-12-205 
K老师好，我有个特别简单的小问题不太明白。既然用了vector，为什么还要用synchronize锁起来啊，vector本身不就是线程安全的？谢谢老师回答。作者回复: 这里的vector是一个对象锁，锁的是一个代码块，并不是保证vector的线程安全。
2019-07-2225
WL老师请问一下, JVM在操作系统层面是一个进程还是多个进程, 如果是一个进程的话, 那synchronize和park()方法发生的是进程级别的状态切换的话是指操作系统不运行JVM了吗?作者回复: 一个JVM在操作系统中只有一个进程，这里指的是进程中的某个运行的线程停止使用CPU，切换到内核获取CPU运行，而不是说停止JVM，然后运行内核。这里的切换是用户态使用CPU切换到了内核态使用CPU。
2019-06-275
皮皮老师您好，一直有个疑问想请教，就是JDK1.5引入的lock锁底层实现也是调用了lockhelper的park和unpark方法，这个是否也涉及到系统的上下文切换，用户态和内核态的切换？作者回复: 是的
2019-06-254- 奇奇代码写错了 while(pool.isEmpty())不能放在同步代码块的外面 假设此时pool不为空容量为1，此时10个线程的pool.isEmpty都为false，此时全部跳出循环。 全部执行pool.remove(0) 错误
编辑回复: 同学你好！后面有个锁，不会同时进去remove。如有疑问，可继续留言。
2019-07-023
