如何减少CPU上下文切换

缺乏、安全感 2022-09-14 11:14 131阅读 0赞

# 1、减少上下文切换的方法有 #

1、无锁并发编程

多线程竞争时，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，将数据Id按hash算法取模来分段，不同的线程处理不同时端的数据

2、CAS算法

Java的atomic包使用CAS算法来更新数据，面不需要加锁。Atomic变量的更新可以实现数据操作的原子性及可见性。这个是由volatile 原语及CPU的CAS指令来实现的。

3、使用最少的线程

若任务少，但创建了很多线程来处理，这样会造成大量的线程处于等等状态。

4、使用协程

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切换。java语言级别原生并不支持协程，可以看下kilim,利用java增强字节码实现角色模型（actor）

# 2、查看jvm中线程的状态及执行情况 #

查看java的pid

> ps –ef|grep java

用jstack dump 线程的信息

> /usr/java/jdk1.8/bin/jstack 9102>9102.dump

统计各状态的线程数量

> grepjava.lang.Thread.Stat 9102.dump |awk '\{print$2$3$4$5\}'|sort|uniq –c

查看上下文切换的次数

利用jstack –l pid查看线程的状态信息（在windos在任务管理器中查看java 的PID，linux用ps –ef查看）

举例

public classDeadLockDemo {
        private static  StringA="A";
        private  static String  B="B";
        public static void main(String[] args){
           new DeadLockDemo().deadLock();
        }
        private void deadLock() {
            Thread thread = new Thread(newRunnable() {
                public void run() {
                    synchronized (A) {
                        try {
                            Thread.currentThread().sleep(2000);
                        } catch(InterruptedExceptione) {
                           e.printStackTrace();
                        }
                        synchronized (B) {
                            System.out.println(1);
                        }
                    }
                }
            });
            Thread thread1 = newThread(newRunnable() {
                public void run() {
                    synchronized (B) {
                        synchronized (A) {
                            System.out.println("2");
                        }
                    }
                }
            });
            thread.start();
            thread1.start();
    
        }
    }

线程 信息如下：

Java stack information for the threads listed above:
    ===================================================
    "Thread-1":
            at com.thread.test.DeadLockDemo$2.run(DeadLockDemo.java:31)
            - waiting to lock <0x00000007c0987e08> (a java.lang.String)
            - locked <0x00000007c0987e38> (a java.lang.String)
            at java.lang.Thread.run(Thread.java:724)
    "Thread-0":
            at com.thread.test.DeadLockDemo$1.run(DeadLockDemo.java:22)
            - waiting to lock <0x00000007c0987e38> (a java.lang.String)
            - locked <0x00000007c0987e08> (a java.lang.String)
            at java.lang.Thread.run(Thread.java:724)

参考：

[多线程编程-减少上下文切换（1）\_yxpjx的专栏-CSDN博客\_如何减少上下文切换][-_1_yxpjx_-CSDN]

[-_1_yxpjx_-CSDN]: https://blog.csdn.net/yxpjx/article/details/52081034?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522163361476916780269847751%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=163361476916780269847751&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~baidu_landing_v2~default-2-52081034.first_rank_v2_pc_rank_v29&utm_term=java%E5%A6%82%E4%BD%95%E5%87%8F%E5%B0%91%E4%B8%8A%E4%B8%8B%E6%96%87%E5%88%87%E6%8D%A2&spm=1018.2226.3001.4187