Java并发编程实战 - 第11章 性能与可伸缩性

线程最主要的目的是提高程序的运行性能。但线程也会引入额外的开销，如线程之间的协调，上下文切换，线程的创建和销毁，线程的调度。

性能有很多指标，如运行速度，吞吐量，可伸缩性等。

可伸缩性指增加计算资源时（如CPU，内存，Ｉ/Ｏ带宽，存储容量等），程序的吞吐量或处理能力能相应的增加。

Amdahl定律

可伸缩性取决于所在代码中必须串行执行的代码比例。

线程引入的开销

上下文切换

保存当前线程的上下文，并将新调度进来的线程上下文设置为当前上下文。

内存同步

同步操作，synchronized 和volatile提供的可见性保证中可能使用内存栅栏指令刷新内存。

非竞争的锁，JVM通过优化去掉锁操作。

阻塞

大多数JVM在等待锁时只是将线程挂起，这个过程包括额外的上下文切换。

如何提升可伸缩性？

减少锁的竞争能够提高性能和伸缩性。

锁上发生的竞争有两个因素：锁的请求频率和每次的持有该锁的时间

缩小锁的范围，缩短锁的持有时间。

减小锁的粒度，降低锁的请求频率。

可以通过锁分解和锁分段等技术实现，如ConcurrentHashmap。

放弃独占锁

使用并发容器，读写锁，不可变对象以及原子变量。

监测CPU的利用率

Unix 和 Windows都有监测CPU的工具。

Unix 监测CPU的工具 vmstat 和mpstat；

Unix I/O监测工具 iostat；

WIndows CPU和I/O监测工具 perfmon。

不用对象池

多线程对对象池中的对象的访问开销很大

减少上下文切换的开销