Posted on 2005-12-12 09:05
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Java
減少全局競爭性同步，提高應用的垂直擴展能力
垂直擴展，簡單的說，是當單一系統硬件升級擴展時，如增加CPU，內存，應用程序能夠隨之線性提高業務處理能力。
多線程是服務端 Java 應用的標準處理方式，其優點不用贅述。本文要討論的是，如何在設計階段降低多線程之間的競爭性同步開銷。
假設一個Web應用，需要為當前用戶維護在線用戶信息。此用戶信息列表會放在 Application 范圍的一個 Map 中，那么我們增加或刪除一個在線用戶的操作會是這樣：。
Map clientMap = ...// from Application Context
synchronized(clientMap){
clientMap.put(clientId,clientObject);
}
這是一個典型的全局同步代碼，當并發線程增加時，這部分代碼就有可能會存在潛在垂直擴展瓶頸。
最簡單解決辦法：用 ConcurrentHashMap。
ConcurrentHashMap的多線程下的表現要比HashMap好的多，可以做到隨著線程數增長性能基本保持穩定。
參見：http://www-128.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp07233/index.html
對 ConcurrentHashMap 的分析，參見：http://www-128.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp08223/index.html
在 ConcurrentMap/ConcurrentLinkedQueue 不能幫助我們的情況下，我們需要明確設計以避免全局競爭。
基本原則是：
1 預分配，降低爭用出現的頻率。
2 降低鎖的粒度，將全局競爭變為局部競爭。
預分配策略示例：
對于一在線交易處理系統，需要為每個交易生成交易流水號，假設有多臺交易服務器按照集群方式配置，同時提供服務。那么需要在交易服務器之間進行同步，以保證交易流水號的正常增長。
一種處理方式為：在數據庫中保存當前交易流水號的最高值，每臺機器一次預分配1000流水，內部采用線程同步進行分配，用完再從數據庫分配。這里數據庫充當了全局存儲和全局同步工具，如果每來一條交易，就訪問一次數據庫，考慮到數據庫同步和事務的負擔，這里會成為嚴重的性能瓶頸。
降低鎖粒度策略示例：
1 ConcurrentHashMap 本身就是個很好的模范。它采用32顆鎖，來代替普通 HashMap 的單顆對象鎖。
2 對于數據庫中并發大的表，可以考慮將表級鎖改為行級鎖，提高并發性。
暫時想不起來示例，有空再補