内存,线程问题


项目中关于内存,本地缓存,redis缓存,分级缓存的问题

缓存

缓存从百度中查找可知就是数据交换的缓冲区(称作Cache),当某一硬件要读取数据时,会首先从缓存中查找需要的数据,如果找到了则直接执行,找不到的话则从内存中找。由于缓存的运行速度比内存快得多,故缓存的作用就是帮助硬件更快地运行。通常人们所说的Cache就是指缓存SRAM。 SRAM叫静态内存,“静态”指的是当我们将一笔数据写入SRAM后,除非重新写入新数据或关闭电源,否则写入的数据保持不变。
分级缓存就是类似于计算机系统中内存分类为1.主存储器和大容量磁盘,2.高速缓存Cache,3.cpu内部寄存器。按1,2,3顺序容量逐渐减小,但是访问速度是越来越快。
分级缓存就是项目中为了提高请求的访问速度,分类为local cache->redis cache->date base.
其中第一层cache容量小于第二层cache,访问速度大于第二层。分级方法以此类推。第一层cache的更新速度比较快,第二层更新数据库时间比较长。
当有请问时,会先访问local cache,如果数据有,则返回,如果没有,就从下一层cache取数据,存储到该层中,返回。
redis cache层是一样的。
缓存定期清空,然后再循环新一轮存储数据。

缓存一致性

多处理器系统只有一个待运行的线程队列,内存中也只有一个操作系统拷贝,而且也只有一个内存系统,但是会有多个cpu同时运行不同的线程。一个cpu运行一个线程,那么上图中的系统最多能在同一时间运行2个线程。其实,多处理系统需要掌握的知识不是这些,而是缓存一致性。
现在来解释下什么是缓存一致性。由于,还是只有一个内存系统。所有cpu都要和这个内存系统通信,但是只有一条总线,那么这无疑会造成总线紧张,限制整体的速度了。那么,你多个cpu也没多少意义了。解决这个问题的办法还是利用cpu的缓存机制,学过组成原理的同学都知道,cpu的缓存命中率还是很高的,有90%以上吧。那么,我继续利用缓存机制还是可以降低总线的频繁使用的。但是,每个cpu都有自己的缓存。如果有2个cpu的缓存存储的是同一内存数据的内容,其中一个cpu的缓存更新了,另外一个cpu的缓存也必须更新,这就是所谓的缓存一致性。编程多线程程序的一个很重要的一点就是避免因为缓存一致性引起的缓存更新风暴。

多线程及一些关键字

如果使用多线程,那么就必须考虑线程同步,而线程同步又是导致速度降低的关键。所以下面就讲述一些方法来加快多线程程序的吞吐速度。
方法一,把一个任务分解为多个可以子任务。
因为总有些子任务是可以并发的,多个子任务并发执行了很可能就能够避免cpu需要io操作的完成了,而且能够提高系统的吞吐量。
方法二,缓存多线程的共享数据。
当你已经在使用多线程了,很多时候必须使用共享数据。如果,数据是只读的,那么可以在第一次获取后保存起来,以后就可以重复使用了。但是,第一次的获取还是无法避免的需要线程同步操作的。
方法三,如果线程数目有限,就不要共享数据。
做法是为每一个线程实例化一个单独的数据,其实就是为每一个线程分配一块数据使用。这样没有线程同步操作了,速度可以尽可能的提示。
方法四,如果没办法确定线程数目到底有多少,那么使用部分共享吧。
部分共享其实就是使用多个资源池代替一个资源池,资源池的数目得更加经验来确定。

关于多线程程序

其中运用两个关键字 原子性 AtomicIntegervolatile 同步读写。
AtomicInteger保证++操作不会被别的线程打断,因为该语句的实现时用到多条汇编语言,执行该语句时,可能会被别的线程打断,没有出现正确的计算结果。实现该程序块,要么全部执行,要么全部不执行,不会被从中间打断。
这是由硬件提供原子操作指令实现的。在非激烈竞争的情况下,开销更小,速度更快。Java.util.concurrent中实现的原子操作类包括:AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference。它保证不实现加锁,也能实现线程安全。(其实现用到了volatile关键字)
volatile 同步读写,它是被设计用来修饰被不同线程访问和修改的变量。
使用地方:
一般说来,volatile用在如下的几个地方:
1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile;
2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile;
3、存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明,因为每次对它的读写都可能有不同意义;
另外,以上这几种情况经常还要同时考虑数据的完整性(相互关联的几个标志读了一半被打断了重写),在1中可以通过关中断来实现,2 中可以禁止任务调度,3中则只能依靠硬件的良好设计了。
还有一个关键词 synchronized.
1、synchronized关键字的作用域有二种:
1)是某个对象实例内,synchronized aMethod(){}可以防止多个线程同时访问这个对象的synchronized方法(如果一个对象有多个synchronized方法,只要一个线程访问了其中的一个synchronized方法,其它线程不能同时访问这个对象中任何一个synchronized方法)。这时,不同的对象实例的synchronized方法是不相干扰的。也就是说,其它线程照样可以同时访问相同类的另一个对象实例中的synchronized方法;
2)是某个类的范围,synchronized static aStaticMethod{}防止多个线程同时访问这个类中的synchronized static 方法。它可以对类的所有对象实例起作用。

2、除了方法前用synchronized关键字,synchronized关键字还可以用于方法中的某个区块中,表示只对这个区块的资源实行互斥访问。用法是: synchronized(this){/区块/},它的作用域是当前对象;

3、synchronized关键字是不能继承的,也就是说,基类的方法synchronized f(){} 在继承类中并不自动是synchronized f(){},而是变成了f(){}。继承类需要你显式的指定它的某个方法为synchronized方法;

Java语言的关键字,当它用来修饰一个方法或者一个代码块的时候,能够保证在同一时刻最多只有一个线程执行该段代码。

 一、当两个并发线程访问同一个对象object中的这个synchronized(this)同步代码块时,一个时间内只能有一个线程得到执行。另一个线程必须等待当前线程执行完这个代码块以后才能执行该代码块。

二、然而,当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,另一个线程仍然可以访问该object中的非synchronized(this)同步代码块。

三、尤其关键的是,当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,其他线程对object中所有其它synchronized(this)同步代码块的访问将被阻塞。

四、第三个例子同样适用其它同步代码块。也就是说,当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,它就获得了这个object的对象锁。结果,其它线程对该object对象所有同步代码部分的访问都被暂时阻塞。

五、以上规则对其它对象锁同样适用

参见该文了解synchronized关键字

一般项目中会有一个主线程,然后还有一些子线程,用户发来的请求,还在其余线程里。

关于多线程另一个问题参照多线程同步

初始化定时更新任务时,主线程当项目启动时初始化过程中会同步调用一次,更新一下缓存,副线程会定期周期(前一次执行结束到下一次执行开始的间隔时间(间隔执行延迟时间))更新缓存,初始化延迟时间会分配随机不同的时间,防止调度多线程时拥挤。
scheduleWithFixedDelay从字面意义上可以理解为就是以固定延迟(时间)来执行线程任务,它实际上是不管线程任务的执行时间的,每次都要把任务执行完成后再延迟固定时间后再执行下一次。

此文是作为小白的我,刚刚接触到多线程项目时,记录师兄教的内容的流水账,可能会有很多错误,以后会慢慢改正:-D


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