在高負載多線程應用程序中，性能非常重要。 開發人員必須意識到并發問題才能獲得更好的性能。 當我們需要并發時，我們通常擁有必須由兩個或更多線程共享的資源。

在這種情況下，我們有一個競爭條件 ，其中只有一個線程（在資源上）將獲得鎖，而所有其他需要該鎖的線程將被阻塞。 此同步功能不是免費提供的。 JVM和OS都會消耗資源，以便為您提供有效的并發模型。 使并發實現資源密集的三個最基本的因素是：

• 上下文切換
• 內存同步
• 封鎖

為了編寫優化的代碼進行同步，您必須了解這三個因素以及如何減少它們。 編寫此類代碼時，必須注意許多事項。 在本文中，我將向您展示一種通過減少鎖的粒度來減少這些因素的技術。

從基本規則開始： 不要將鎖持有超過必要的時間。

獲取鎖之前 ，請做任何您需要做的事情， 僅將鎖用于對同步資源進行操作并立即釋放它。 看一個簡單的例子：

public class HelloSync {private Map dictionary = new HashMap();public synchronized void borringDeveloper(String key, String value) {long startTime = (new java.util.Date()).getTime();value = value + "_"+startTime;dictionary.put(key, value);System.out.println("I did this in "+((new java.util.Date()).getTime() - startTime)+" miliseconds");}
}

在此示例中，我們違反了基本規則，因為我們創建了兩個Date對象，調用System.out.println（）并執行許多String串聯。 唯一需要同步的動作是動作：“ dictionary.put（key，value）; ”更改代碼并將同步從方法范圍移到這一行。 更好的代碼是這樣的：

public class HelloSync {private Map dictionary = new HashMap();public void borringDeveloper(String key, String value) {long startTime = (new java.util.Date()).getTime();value = value + "_"+startTime;synchronized (dictionary) {dictionary.put(key, value);}System.out.println("I did this in "+((new java.util.Date()).getTime() - startTime)+" miliseconds");}
}

上面的代碼可以寫得更好，但是我只想給你個想法。 如果想知道如何做，請檢查java.util.concurrent.ConcurrentHashMap 。

那么，如何減少鎖的粒度呢？ 簡而言之，通過盡可能少地請求鎖。 基本思想是使用單獨的鎖來保護一個類的多個獨立狀態變量，而不是在類范圍內僅具有一個鎖。 看看我在許多應用程序中看到的這個簡單示例。

public class Grocery {private final ArrayList fruits = new ArrayList();private final ArrayList vegetables = new ArrayList();public synchronized void addFruit(int index, String fruit) {fruits.add(index, fruit);}public synchronized void removeFruit(int index) {fruits.remove(index);}public synchronized void addVegetable(int index, String vegetable) {vegetables.add(index, vegetable);}public synchronized void removeVegetable(int index) {vegetables.remove(index);}
}

雜貨店老板可以在他的雜貨店添加水果和蔬菜/從中刪除水果和蔬菜。 雜貨店的這種實現使用基本的雜貨店鎖來保護水果和蔬菜，因為同步是在方法范圍內完成的。 除了使用這種胖鎖，我們可以使用兩個單獨的守護程序，每種資源（水果和蔬菜）使用一個。 檢查下面的改進代碼。

public class Grocery {private final ArrayList fruits = new ArrayList();private final ArrayList vegetables = new ArrayList();public void addFruit(int index, String fruit) {synchronized(fruits) fruits.add(index, fruit);}public void removeFruit(int index) {synchronized(fruits) {fruits.remove(index);}}public void addVegetable(int index, String vegetable) {synchronized(vegetables) vegetables.add(index, vegetable);}public void removeVegetable(int index) {synchronized(vegetables) vegetables.remove(index);}
}

使用兩個防護裝置（拆分鎖）后，我們看到的鎖定流量將少于原始的胖鎖。 當我們將其應用于具有中等鎖爭用的鎖時，此技術會更好地工作。 如果我們將其應用于具有輕微爭用的鎖，則收益很小，但仍為正值。 如果我們將其應用于爭用較大的鎖，則結果并不總是更好，您必須意識到這一點。

請出于良心使用此技術。 如果您懷疑這是一個爭用鎖，請按照以下步驟操作：

• 確認您的生產需求量，將其乘以3或5（即使您愿意準備，甚至乘以10）。
• 根據新流量在您的測試平臺上運行適當的測試。
• 比較兩個解決方案，然后才選擇最合適的解決方案。

有更多技術可以提高同步性能，但是對于所有技術，基本規則是： 保持鎖的時間不要超過必要的時間 。

正如我已經向您解釋的那樣，此基本規則可以翻譯為“盡可能少地尋求鎖”，也可以翻譯為其他翻譯（解決方案），我將在以后的文章中嘗試描述它們。

另外兩個重要的建議：

• 請注意java.util.concurrent包（和子包） 中的類，因為它們有非常聰明和有用的實現。
• 通過使用良好的設計模式，大多數時候并發代碼可以最小化。 始終牢記企業集成模式 ，它們可以節省您的時間。

參考： 減少鎖粒度–我們Java的 JCG合作伙伴 Adrianos Dadis的并發優化 ，Integration and the sources 的優點 。

• Java并發教程–信號量
• Java并發教程–重入鎖
• Java并發教程–線程池
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• Java并發教程–阻塞隊列
• Java并發教程– CountDownLatch
• Java Fork / Join進行并行編程
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