【Java并发编程实战】线程的优势和风险

1 线程的优势

1.1 发挥多处理器的强大能力

多线程程序可以同时在多个处理器上执行。如果设计正确，多线程程序可以通过提高处理器资源的利用率来提升系统吞吐率。

1.2 建模的简单性

如果在程序中只包含一种类型的任务，那么比包含多种不同类型任务的程序要更易于编写，错误更少，也更容易测试。

1.3 异步时间的简化处理

服务器应用程序在接受来自多个远程客户端的套接字连接请求时，如果为每个连接都分配其各自的线程并且使用同步I/O，那么就会降低这类程序的开发难度。

1.4 响应更灵敏的用户界面

将长时间运行的任务放在一个单独的线程中运行，那么事件线程就能及时地处理界面事件，从而使用户界面具有更高的灵敏度。

2 线程带来的风险

2.1 安全性问题

线程安全性可能是非常复杂的，在没有充足同步的情况下，多个线程中的操作执行顺序是不可预测的，甚至会产生奇怪的结果。由于多个线程要共享相同的内存地址空间，并且时并行运行，因此它们可能会访问或修改其他线程正在使用的变量。虽然可以更容易实现数据共享，但线程有可能会由于无法预料的数据变化而发生错误。

2.2 活跃性问题

安全性的含义是“永远不发生糟糕的事情”，而活跃性则是“某件正确的事情最终会发生”。当某个操作无法继续执行下去时，就会发生活跃性问题。在串行程序中，活跃性问题的形式之一是无意中造成的无限循环。多线程将带来其他一些活跃性问题，比如：如果线程A在等待线程B释放其持有的资源，而线程B永远都不释放该资源，那么线程A就会永远的等待下去。

2.3 性能问题

在多线程程序中，当线程调度器临时挂起活跃线程并转而运行另一个线程时，就会频繁地出现上下文切换操作，这种操作将带来极大的开销：保存和恢复执行上下文，丢失局部性，并且CPU时间将将更多地花在线程调度而不是线程运行上。当线程共享数据时，必须使用同步机制，而这些机制往往会抑制某些编译器优化，使内存缓存区中的数据无效，以及增加共享内存总线的同步流量。所有这些因素都将带来额外的性能开销。

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