使用Java构造高可扩展应用 - 编程入门网

Executor 默认提供了一些有用的预设线程池，可以通过调用 Executors 的 静态工厂方法来创建。

newFixedThreadPool：提供一个具有最大线程个数限制的线程池。

newCachedThreadPool：提供一个没有最大线程个数限制的线程池。

newSingleThreadExecutor：提供一个单线程的线程池。保证任务按照任务队 列说规定的顺序（FIFO，LIFO，优先级）执行。

newScheduledThreadPool：提供一个具有最大线程个数限制线程池，并支持 定时以及周期性的任务执行。

使用Java构造高可扩展应用(4)

使用并发数据结构

Collection 框架曾为 Java 程序员带来了很多方便，但在多核时代， Collection 框架变得有些不大适应。多线程之间的共享数据总是存放在数据结 构之中，如 Map、Stack、Queue、List、Set 等。 Collection 框架中的这些数 据结构在默认情况下并不是多线程安全的，也就是说这些数据结构并不能安全地 被多个线程同时访问。 JDK 通过提供 SynchronizedCollection 为这些类提供 一层线程安全的接口，它是用 synchronized 关键字实现的，相当于为整个数据 结构加上一把全局锁保证线程安全。

java.util.concurrent 中提供了更加高效 collection，如 ConcurrentHashMap/Set, ConcurrentLinkedQueue, ConcurrentSkipListMap/Set, CopyOnWriteArrayList/Set 。这些数据结构是为 多线程并发访问而设计的，使用了细粒度的锁和新的 Lock-free 算法。除了在 多线程条件下具有更高的性能，还提供了如 put-if-absent 这样适合并发应用 的原子函数。

其他一些需要考虑的因素

不要给内存系统太大的压力

如果线程执行过程中需要分配内存，这在 Java 中通常不会造成问题。现代 的 JVM 是高度优化的，它通常为每个线程保留一块 Buffer，这样在分配内存时 ，只要 buffer 没有用光，那么就不需要和全局的堆打交道。而本地 buffer 分 配完毕之后 , JVM 将不得不到全局堆中分配内存，这样通常会带来严重的可扩 展性的降低。另外，给 GC 带来的压力也会进一步降低程序的可扩展性。尽管我 们有并行的 GC，但其可扩展性通常并不理想。如果一个循环执行的程序在每次 执行中都需要分配临时对象，那么我们可以考虑利用 ThreadLocal 和 SoftReference 这样的技术来减少内存的分配。

使用 ThreadLocal

ThreadLocal 类能够被用来保存线程私有的状态信息，对于某些应用非常方 便。通常来讲，它对可扩展性有正面的影响。它能为各个线程提供一个线程私有 的变量，因而多个线程之间无须同步。需要注意的是在 JDK 1.6 之前， ThreadLocal 有着相当低效的实现，如果需要在 JDK 1.5 或更老的版本上使用 ThreadLocal，需要慎重评估其对性能的影响。类似的，目前 JDK 6 中的 ReentrantReadWriteLock 的实现也相当低效，如果想利用读锁之间不互斥的特 性来提高可扩展性，同样需要进行 profile 来确认其适用程度。

锁的粒度很重要

粗粒度的全局锁在保证线程安全的同时，也会损害应用的性能。仔细考虑锁 的粒度在构建高可扩展 Java 应用时非常重要。当 CPU 个数和线程数较少时， 全局锁并不会引起激烈的竞争，因此获得一个锁的代价很小（JVM 对这种情况进 行了优化）。随着 CPU 个数和线程数增多，对全局锁的竞争越来越激烈。除了 一个获得锁的 CPU 可以继续工作外，其他试图获得该锁的 CPU 都只能闲置等待 ，导致整个系统的 CPU 利用率过低，系统性能不能得到充分利用。当我们遇到 一个竞争激烈的全局锁时，可以尝试将锁划分为多个细粒度锁，每一个细粒度锁 保护一部分共享资源。通过减小锁的粒度，可以

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