Eingehende Analyse der zugrunde liegenden Java-Technologie: Implementierung der Thread-Planung und Sperroptimierung

Eingehende Analyse der zugrunde liegenden Technologie von Java: So implementieren Sie Thread-Planung und Sperrenoptimierung

Einführung:
In der Java-Entwicklung sind Thread-Planung und Sperrenoptimierung wesentliche Kerntechnologien, die die gleichzeitige Ausführung von Threads und den Zugriff auf gemeinsam genutzte Ressourcen umfassen . In diesem Artikel wird analysiert, wie Thread-Planung und Sperrenoptimierung in Java aus einer Low-Level-Perspektive implementiert werden, und es werden spezifische Codebeispiele gegeben.

1. Thread-Planung

1. Das Konzept der Thread-Planung
   Thread-Planung bezieht sich auf den Prozess, durch den das Betriebssystem mehreren Threads CPU-Ausführungszeit zuweist. Die Thread-Planung in Java wird von der JVM und dem Betriebssystem durchgeführt. Die JVM ordnet Java-Threads Betriebssystem-Threads zu und weist verschiedenen Threads gemäß bestimmten Strategien CPU-Zeit zu.
2. Thread-Planungsstrategie
   In Java verwendet die Thread-Planung eine Präventivstrategie, d. h. Threads mit hoher Priorität erhalten zuerst die CPU-Ausführungszeit. Die Thread-Priorität ist hier ein Konzept auf Betriebssystemebene. Die Thread-Priorität in Java entspricht im Allgemeinen eins zu eins der Thread-Priorität des Betriebssystems.

Die Priorität eines Threads in Java wird durch die von der Thread-Klasse bereitgestellten Methoden setPriority() und getPriority() gesteuert. Die Priorität von Threads ist in die Stufen 1 bis 10 unterteilt, wobei Stufe 1 die niedrigste Priorität und Stufe 10 die höchste Priorität darstellt. Sie können die Priorität des Threads über setPriority() festlegen, und getPriority() wird verwendet, um die Priorität des Threads abzurufen.

Die JVM weist CPU-Zeit entsprechend der Priorität des Threads zu, es gibt jedoch keine Garantie dafür, dass ein Thread mit einer höheren Priorität schneller ausgeführt wird als ein Thread mit einer niedrigeren Priorität. Denn die konkrete Planungssituation wird auch vom Betriebssystem beeinflusst.

3. Beispiel für die Thread-Planung
   Das folgende Beispiel zeigt, wie man die Priorität eines Threads festlegt und die Priorität eines Threads erhält:

public class ThreadPriorityExample {
   public static void main(String[] args) {
      Thread t1 = new MyThread();
      Thread t2 = new MyThread();
      
      t1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
      t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
      
      t1.start();
      t2.start();
   }
   
   static class MyThread extends Thread {
      @Override
      public void run() {
         System.out.println("线程优先级：" + getPriority());
      }
   }
}

Im obigen Beispiel haben wir zwei Threads mit den Namen t1 und t2 erstellt und unterschiedliche Prioritäten festgelegt. Ermitteln Sie dann nach dem Starten des Threads die Priorität des Threads über die Methode getPriority() und geben Sie sie aus.

2. Sperrenoptimierung

1. Das Konzept der Sperre
   Sperren in Java werden verwendet, um den Zugriff auf gemeinsam genutzte Ressourcen zu schützen und Dateninkonsistenzen zu verhindern, die dadurch verursacht werden, dass mehrere Threads gemeinsam genutzte Ressourcen ändern. Zu den gängigen Sperren gehören das synchronisierte Schlüsselwort und die Sperrschnittstelle.
2. Klassifizierung von Sperren
3. Voreingenommene Sperre: Wenn immer derselbe Thread auf die Sperre zugreift, geht die JVM davon aus, dass die Sperre auf den aktuellen Thread ausgerichtet ist, und markiert die Sperre daher als voreingenommene Sperre. Der Zweck der voreingenommenen Sperre besteht darin, die Zeit zum Erlangen der Sperre zu verkürzen und die Leistung des Programms zu verbessern.
4. Leichte Sperre: Wenn mehrere Threads abwechselnd auf die Sperre zugreifen, markiert die JVM die Sperre als leichte Sperre. Der Zweck leichter Sperren besteht darin, die Konkurrenz zwischen Threads zu verringern und die Parallelitätsleistung zu verbessern.
5. Schwergewichtssperre: Wenn mehrere Threads gleichzeitig auf die Sperre zugreifen, markiert die JVM die Sperre als Schwergewichtssperre. Schwere Sperren werden über Objektmonitore implementiert, um sicherzustellen, dass nur ein Thread gleichzeitig die Sperre erhalten kann.
6. Beispiel zur Sperrenoptimierung
   Das folgende Beispiel zeigt, wie das synchronisierte Schlüsselwort zur Sperrenoptimierung verwendet wird:

public class LockOptimizationExample {
   private static int count = 0;
   private static final Object lock = new Object();

   public static void main(String[] args) {
      for (int i = 0; i < 10; i++) {
         new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
               count++;
               System.out.println("当前值：" + count);
            }
         }).start();
      }
   }
}

Im obigen Beispiel verwenden wir das synchronisierte Schlüsselwort, um die Zählung zu sperren, um die Atomizität der Zählung in einem Multithread sicherzustellen Umgebung betreiben. Durch das Sperren mit dem synchronisierten Schlüsselwort können wir das Problem der Dateninkonsistenz vermeiden, die dadurch verursacht wird, dass mehrere Threads gleichzeitig die Anzahl ändern.

Fazit:
In diesem Artikel werden die zugehörigen Konzepte der Thread-Planung und Sperrenoptimierung in Java sowie spezifische Codebeispiele vorgestellt. Thread-Planung und Sperrenoptimierung sind unverzichtbare Kerntechnologien in der Java-Entwicklung. Das Verständnis und die Beherrschung dieser Technologien ist sehr wichtig, um die Leistung der Programmparallelität zu verbessern und die Datenkonsistenz sicherzustellen. Ich hoffe, dass dieser Artikel den Lesern der zugrunde liegenden Java-Technologie hilfreich sein wird.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonEingehende Analyse der zugrunde liegenden Java-Technologie: Implementierung der Thread-Planung und Sperroptimierung. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!