提升 java 框架并发和并行性能的最佳实践：并发：使用线程安全集合（concurrenthashmap）避免共享可变状态或使用同步机制最大限度减少锁的持有时间并行：使用线程池管理线程利用 fork/join framework 或 executorservice 并行执行独立任务使用 nio 进行并行 io 操作
提升 Java 框架并发和并行性能指南
介绍
在高负载系统中，并发和并行对于维护应用程序的可伸缩性和响应能力至关重要。本文探讨了提升 Java 框架中并发和并行性能的有效方法，并提供实战案例进行说明。
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并发 vs 并行
- 并发：多个线程同时访问共享资源，但执行不同的任务。
- 并行：多个线程同时执行相同或相似的任务，通常使用多核处理器。
提升并发的最佳实践
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- 使用线程安全的集合：ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap 等集合提供了线程安全的插入、删除和检索操作。
- 避免共享可变状态：使用不可变对象或使用同步机制保护可变状态。
- 减少锁持有时间：将关键部分中的工作量降至最低，使用读写锁分隔读取和写入操作。
提升并行的最佳实践
- 使用线程池：管理线程生命周期并限制并发线程数。
- 并行处理任务：使用框架如 Fork/Join Framework 或 ExecutorService 并行执行独立任务。
- 并行化 IO 操作：利用 NIO（非阻塞 IO）读取和写入数据，从而提高吞吐量。
实战案例
提升并发性能：
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
public class ConcurrentHashMapExample {
private static ConcurrentHashMap map = new ConcurrentHashMap<>();
public static void main(String[] args) {
// 多个线程并发地写入和读取地图
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
new Thread(() -> map.put(String.valueOf(i), i)).start();
new Thread(() -> System.out.println(map.get(String.valueOf(i)))).start();
}
}
} 提升并行性能：
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;
public class ForkJoinExample {
private static class SumTask extends RecursiveTask {
private int[] array;
private int start, end;
public SumTask(int[] array, int start, int end) {
this.array = array;
this.start = start;
this.end = end;
}
@Override
protected Long compute() {
if (end - start <= 100) {
long sum = 0;
for (int i = start; i < end; i++) {
sum += array[i];
}
return sum;
} else {
int mid = (start + end) / 2;
SumTask leftTask = new SumTask(array, start, mid);
SumTask rightTask = new SumTask(array, mid, end);
invokeAll(leftTask, rightTask);
return leftTask.join() + rightTask.join();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = new int[100000];
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
array[i] = i;
}
ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
long sum = pool.invoke(new SumTask(array, 0, array.length));
System.out.println("Sum of the array: " + sum);
}
} 结论
通过采用这些最佳实践并结合实战案例，开发人员可以有效地提升 Java 框架中的并发和并行性能，从而增强其可扩展性和响应能力。
