《并發(fā)執(zhí)行問(wèn)題》課件2

《并發(fā)執(zhí)行問(wèn)題》ppt課件CATALOGUE目錄并發(fā)執(zhí)行概述并發(fā)執(zhí)行中的問(wèn)題并發(fā)執(zhí)行的解決方案并發(fā)執(zhí)行性能優(yōu)化并發(fā)執(zhí)行案例分析01并發(fā)執(zhí)行概述0102并發(fā)執(zhí)行的定義并發(fā)執(zhí)行涉及到多個(gè)任務(wù)或進(jìn)程的并行處理，這些任務(wù)或進(jìn)程在時(shí)間上相互重疊，并共享處理器、內(nèi)存等系統(tǒng)資源。并發(fā)執(zhí)行是指在同一時(shí)間段內(nèi)，多個(gè)任務(wù)或進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行，共享系統(tǒng)資源，以提高系統(tǒng)整體性能和效率的過(guò)程。03并行計(jì)算在并行計(jì)算中，多個(gè)計(jì)算單元可以同時(shí)執(zhí)行相同的任務(wù)，以提高計(jì)算速度。01多線程應(yīng)用程序在多線程應(yīng)用程序中，多個(gè)線程可以同時(shí)執(zhí)行，共享程序中的數(shù)據(jù)和資源。02分布式系統(tǒng)在分布式系統(tǒng)中，多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)處理任務(wù)，協(xié)同完成大型計(jì)算或數(shù)據(jù)處理任務(wù)。并發(fā)執(zhí)行的場(chǎng)景并發(fā)執(zhí)行能夠充分利用系統(tǒng)資源，提高系統(tǒng)的整體性能和響應(yīng)速度。提高系統(tǒng)性能通過(guò)并發(fā)執(zhí)行，可以充分利用系統(tǒng)中的處理器、內(nèi)存等資源，提高資源利用率。提高資源利用率對(duì)于一些大型任務(wù)或計(jì)算密集型任務(wù)，通過(guò)并發(fā)執(zhí)行可以顯著縮短任務(wù)完成時(shí)間。加快任務(wù)完成速度在多用戶或高并發(fā)場(chǎng)景下，并發(fā)執(zhí)行能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度，提高用戶體驗(yàn)。提高用戶體驗(yàn)并發(fā)執(zhí)行的重要性02并發(fā)執(zhí)行中的問(wèn)題競(jìng)態(tài)條件產(chǎn)生原因多個(gè)線程對(duì)共享資源的讀寫(xiě)操作沒(méi)有進(jìn)行同步控制，導(dǎo)致不同線程之間相互干擾。競(jìng)態(tài)條件解決方法通過(guò)使用鎖、信號(hào)量、互斥量等同步機(jī)制來(lái)確保同一時(shí)間只有一個(gè)線程訪問(wèn)共享資源，避免數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)。競(jìng)態(tài)條件定義在并發(fā)執(zhí)行環(huán)境中，多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)同一資源，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致或結(jié)果不確定性的情況。競(jìng)態(tài)條件死鎖產(chǎn)生原因資源分配不當(dāng)、線程推進(jìn)順序不一致等。死鎖解決方法避免死鎖的常見(jiàn)策略包括按順序申請(qǐng)資源、設(shè)置鎖超時(shí)時(shí)間、使用死鎖檢測(cè)和恢復(fù)機(jī)制等。死鎖定義在并發(fā)執(zhí)行環(huán)境中，兩個(gè)或多個(gè)線程相互等待對(duì)方釋放資源，導(dǎo)致所有線程都無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行的情況。死鎖活鎖定義在并發(fā)執(zhí)行環(huán)境中，多個(gè)線程反復(fù)獲取和釋放資源，導(dǎo)致所有線程都無(wú)法正常執(zhí)行的情況。活鎖產(chǎn)生原因線程在競(jìng)爭(zhēng)資源時(shí)過(guò)于謙讓，不斷放棄當(dāng)前資源，導(dǎo)致其他線程也無(wú)法獲得所需資源?；铈i解決方法通過(guò)優(yōu)化算法和資源分配策略，減少線程間的競(jìng)爭(zhēng)，避免活鎖的發(fā)生。活鎖在并發(fā)執(zhí)行環(huán)境中，某些線程由于長(zhǎng)時(shí)間得不到所需資源而無(wú)法正常執(zhí)行的情況。饑餓問(wèn)題定義資源分配不均、優(yōu)先級(jí)調(diào)度不當(dāng)?shù)取ｐ囸I問(wèn)題產(chǎn)生原因通過(guò)合理設(shè)置優(yōu)先級(jí)、使用公平調(diào)度算法、限制線程數(shù)等方法來(lái)減少饑餓問(wèn)題的發(fā)生。饑餓問(wèn)題解決方法饑餓問(wèn)題03并發(fā)執(zhí)行的解決方案自旋鎖當(dāng)線程無(wú)法獲取鎖時(shí)，它會(huì)持續(xù)檢查鎖是否可用，直到獲取到鎖為止。讀寫(xiě)鎖允許多個(gè)線程同時(shí)讀取共享資源，但只允許一個(gè)線程寫(xiě)入，提高了并發(fā)性能。互斥鎖確保同一時(shí)間只有一個(gè)線程可以訪問(wèn)共享資源，防止數(shù)據(jù)不一致。使用鎖機(jī)制用于控制訪問(wèn)共享資源的線程數(shù)量。計(jì)數(shù)信號(hào)量用于保護(hù)臨界區(qū)，確保同一時(shí)間只有一個(gè)線程可以執(zhí)行?；コ庑盘?hào)量用于線程之間的同步，一個(gè)線程等待某個(gè)條件成立，另一個(gè)線程負(fù)責(zé)修改條件。條件信號(hào)量使用信號(hào)量機(jī)制123對(duì)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行加鎖，確保在多線程環(huán)境下的原子性操作。加鎖原子操作不需要加鎖，通過(guò)特殊的指令或硬件支持實(shí)現(xiàn)原子性操作。無(wú)鎖原子操作比較內(nèi)存中的值與預(yù)期值，如果相等則交換該值，整個(gè)操作是原子的。比較和交換原子操作使用原子操作04并發(fā)執(zhí)行性能優(yōu)化線程切換是并發(fā)執(zhí)行中的重要概念，頻繁的線程切換會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)資源的浪費(fèi)，降低程序的執(zhí)行效率。通過(guò)合理安排任務(wù)和線程，減少線程切換的頻率，提高線程的利用率，從而提升程序的執(zhí)行效率。減少線程切換的開(kāi)銷優(yōu)化策略線程切換開(kāi)銷使用線程池線程池的概念線程池是一種管理線程的機(jī)制，通過(guò)預(yù)先創(chuàng)建一定數(shù)量的線程，放入線程池中，以供程序調(diào)用。優(yōu)勢(shì)使用線程池可以避免頻繁地創(chuàng)建和銷毀線程，降低系統(tǒng)開(kāi)銷，提高程序的執(zhí)行效率。異步編程的概念異步編程是一種編程模型，程序在執(zhí)行過(guò)程中不會(huì)阻塞等待某個(gè)任務(wù)完成，而是繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的任務(wù)。優(yōu)勢(shì)使用異步編程可以提高程序的并發(fā)性能和響應(yīng)速度，特別是在處理大量并發(fā)請(qǐng)求時(shí)，能夠顯著提升系統(tǒng)的吞吐量和性能。使用異步編程模型05并發(fā)執(zhí)行案例分析總結(jié)詞涉及多個(gè)賬戶和資金變動(dòng)，需要保證數(shù)據(jù)一致性和原子性。詳細(xì)描述在銀行賬戶轉(zhuǎn)賬過(guò)程中，涉及到兩個(gè)或多個(gè)賬戶之間的資金轉(zhuǎn)移。為了保證數(shù)據(jù)的一致性和原子性，需要采取并發(fā)控制措施，如使用鎖機(jī)制或事務(wù)處理，確保在轉(zhuǎn)賬過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致或丟失的情況。銀行賬戶轉(zhuǎn)賬案例多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)和修改同一文件，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞或丟失?？偨Y(jié)詞在多線程下載文件的情況下，多個(gè)線程可能同時(shí)訪問(wèn)和修改同一文件。為了避免數(shù)據(jù)損壞或丟失，需要采取并發(fā)控制措施，如文件鎖定或線程同步，確保同一時(shí)間只有一個(gè)線程對(duì)文件進(jìn)行操作，保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性。詳細(xì)描述多線程下載文件案例VS大量用戶同時(shí)下單，需要保證訂單處理的高效性和準(zhǔn)確性。詳細(xì)描述在高并發(fā)下單系統(tǒng)中，大量用戶可能