作为一名Java开发者我们心中都有一个概念就是并发是比串行快的,因为并发是多个线程干活,而串行是一个线程干活的,那么这样想来,并发当时是比串行快的，如果只这样想就错了。今天小编给各位看官普及点并发编程的知识。本文主要内容出自《Java并发编程的艺术》一书，是对该书内容的归纳和理解。

多线程一定快吗?

并发测试代码

串行测试代码

测试结果

答案是不一定的哦

从表中可以看出当并发执行累加操作不超过百万次时，其实并发速度会比串行执行累加操作要慢一点。那么为什么并发执行的速度还比串行慢呢？就是我们这篇文章要说的。

测试上下文切换次数和时长

给大家推荐一个统计服务器信息的Linux命令: vmstat命令

vmstat命令的含义为显示虚拟内存状态（“Viryual Memor Statics”），但是它可以报告关于进程、内存、I/O等系统整体运行状态。

语法: vmstat(选项)(参数)

选项:

-a：显示活动内页；

-f：显示启动后创建的进程总数；

-m：显示slab信息；

-n：头信息仅显示一次；

-s：以表格方式显示事件计数器和内存状态；

-d：报告磁盘状态；

-p：显示指定的硬盘分区状态；

-S：输出信息的单位。

参数:

事件间隔：状态信息刷新的时间间隔；

次数：显示报告的次数。

实例(我们统计上面测试代码的上下文切换信息)

CS（Content Switch）表示上下文切换的次数，从上面的测试结果中，我们可以看到其中上下文的每一秒钟切换1000多次。

那么如何减少上下文切换

减少上下文切换的方法有无锁并发编程、CAS算法、单线程编程和使用协程。

无锁并发编程。多线程竞争锁时，会引起上下文切换，所以多线程处理数据时，可以用一些办法来避免使用锁，如将数据用ID进行Hash算法后分段，不同的线程处理不同段的数据。CAS算法。Java的Atomic包使用CAS算法来更新数据，而不需要加锁。使用最少线程。避免创建不需要的线程，比如任务很少，但是创建了很多线程来处理，这样会造成大量线程都处于等待状态。协程：在单线程里实现多任务的调度，并在单线程里维持多个任务间的切换。

并发编程还要注意一个问题: 资源限制

eg:

（1）什么是资源限制？

资源限制是指在进行并发编程时，程序的执行速度受限于计算机硬件资源或软件资源的限制。比如服务器的带宽只有2M，某个资源的下载速度是1M每秒，系统启动十个线程下载资源，下载速度不会变成10M每秒，所以在进行并发编程时，要考虑到这些资源的限制。硬件资源限制有带宽的上传下载速度，硬盘读写速度和CPU的处理速度。软件资源限制有数据库的连接数和Sorket连接数等。

（2）资源限制引发的问题

并发编程将代码执行速度加速的原则是将代码中串行执行的部分变成并发执行，但是如果某段串行的代码并发执行，但是因为受限于资源的限制，仍然在串行执行，这时候程序不仅不会执行加快，反而会更慢，因为增加了上下文切换和资源调度的时间。例如，之前看到一段程序使用多线程在办公网并发的下载和处理数据时，导致CPU利用率100％，任务几个小时都不能运行完成，后来修改成单线程，一个小时就执行完成了。

（3）如何解决资源限制的问题？

对于硬件资源限制，可以考虑使用集群并行执行程序，既然单机的资源有限制，那么就让程序在多机上运行，比如使用ODPS，hadoop或者自己搭建服务器集群，不同的机器处理不同的数据，比如将数据ID％机器数，得到一个机器编号，然后由对应编号的机器处理这笔数据。

对于软件资源限制，可以考虑使用资源池将资源复用，比如使用连接池将数据库和Sorket连接复用，或者调用对方webservice接口获取数据时，只建立一个连接。

（4）在资源限制情况下进行并发编程

那么如何在资源限制的情况下，让程序执行的更快呢？根据不同的资源限制调整程序的并发度，比如下载文件程序依赖于两个资源，带宽和硬盘读写速度。有数据库操作时，要数据库连接数，如果SQL语句执行非常快，而线程的数量比数据库连接数大很多，则某些线程会被阻塞住，等待数据库连接。