Java マルチスレッドと GC の関係

複数のスレッドは GC に影響を与え、メモリの可視性の問題を引き起こし、GC の効率に影響を与えます。影響を軽減するには、同期メカニズムを使用して共有データへの同時アクセスのセキュリティを確保する、共有データの量を減らし、メモリの可視性の問題が発生する可能性を減らす、同時データ構造を使用して同時実行を処理する、といった対策を講じることができます。アクセス。

Java マルチスレッドと GC の関係

マルチスレッドが GC に与える影響

複数のスレッドはメモリの可視性の問題を引き起こす可能性があり、GC の効率に影響を与える可能性があります。複数のスレッドが適切な同期を行わずに共有データに同時にアクセスすると、次の問題が発生する可能性があります。

• ダーティ リード: あるスレッドが、別のスレッドがまだ書き込んでいないものを読み取ります。データ。
• ダーティ ライト: あるスレッドが、別のスレッドによって読み取られているデータを書き込みます。
• デッドロック: 2 つ以上のスレッドが相互にロックを解放するのを待機しています。

これらの問題により、GC が不正なオブジェクトまたは無効なオブジェクトを参照し、アプリケーションが不安定になったり、クラッシュしたりする可能性があります。

マルチスレッドの GC への影響を軽減する方法

マルチスレッドの GC への影響を軽減するには、次の措置を講じることができます。

• 同期メカニズムを使用する: synchronized キーワードまたは java.util.concurrent パッケージ内のクラスを使用して、同時アクセスを確保します。共有データへのアクセスは安全です。
• 共有データの量を減らす: スレッド間で共有されるデータの量を最小限に抑え、メモリの可視性の問題が発生する可能性を減らします。
• 同時データ構造を使用する: 同時アクセスを処理するには、ConcurrentHashMap など、同時実行用に設計されたデータ構造を使用します。

実際的なケース

以下は、GC に対するマルチスレッドの影響を示す実際的なケースです:

class SharedCounter {
    private int count = 0;

    public int getCount() {
        return count;
    }

    public void increment() {
        count++;
    }
}

public class MultithreadedCounter {

    public static void main(String[] args) {
        final SharedCounter counter = new SharedCounter();

        // 创建 10 个线程并发地增加计数器
        Thread[] threads = new Thread[10];
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i] = new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 100000; j++) {
                    counter.increment();
                }
            });
        }

        // 启动所有线程
        for (Thread thread : threads) {
            thread.start();
        }

        // 等待所有线程完成
        for (Thread thread : threads) {
            try {
                thread.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        // 打印计数器的值
        System.out.println("Final count: " + counter.getCount());
    }
}

予想される出力 :

Final count: 1000000

説明:

この例では、10 スレッドずつ同時に増加する共有カウンター オブジェクトを作成します。同期メカニズムが使用されないため、スレッドが count フィールドに異なる値を同時に書き込む可能性があり、ダーティ ライトの問題が発生する可能性があります。この場合、予期される出力は 1000000 であるはずですが、実際の出力はスレッドのスケジューリングと GC の動作によって異なる場合があります。

同期ブロックを追加すると、count フィールドへの同時アクセスが安全であることが保証され、ダーティ ライトの問題が回避されます。更新されたコードは次のとおりです:

class SharedCounter {
    private int count = 0;

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }
}

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