java高并發(fā)處理

關(guān)于性能需要熟悉的三個(gè)指標(biāo)為

• 并發(fā)用戶
• 響應(yīng)時(shí)間
• TPS（每秒事務(wù)處理個(gè)數(shù)）

比如：?jiǎn)闻_(tái)服務(wù)器配置為32核CPU，64G內(nèi)存， JVM內(nèi)存6G

性能測(cè)試結(jié)果：平均響應(yīng)時(shí)間為200ms，并發(fā)用戶為300個(gè)，TPS為1500

高并發(fā)處理方案

1：系統(tǒng)拆分

將一個(gè)系統(tǒng)拆分為多個(gè)子系統(tǒng)，用dubbo來(lái)搞。

然后每個(gè)系統(tǒng)連一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣本來(lái)就一個(gè)庫(kù)，現(xiàn)在多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣就可以抗高并發(fā)。

2：緩存

大部分的高并發(fā)場(chǎng)景，都是讀多寫(xiě)少，那你完全可以在數(shù)據(jù)庫(kù)和緩存里都寫(xiě)一份，然后讀的時(shí)候大量走緩存不就得了。

畢竟人家redis輕輕松松單機(jī)幾萬(wàn)的并發(fā)啊。沒(méi)問(wèn)題的。

所以你可以考的慮考慮你的項(xiàng)目里，那些承載主要請(qǐng)求讀場(chǎng)景，怎么用緩存來(lái)抗高并發(fā)。

3：MQ(消息隊(duì)列)

可能你還是會(huì)出現(xiàn)高并發(fā)寫(xiě)的場(chǎng)景，比如說(shuō)一個(gè)業(yè)務(wù)操作里要頻繁搞數(shù)據(jù)庫(kù)幾十次，增刪改增刪改，瘋了。

那高并發(fā)絕對(duì)搞掛你的系統(tǒng)，人家是緩存你要是用redis來(lái)承載寫(xiě)那肯定不行，數(shù)據(jù)隨時(shí)就被LRU(淘汰掉最不經(jīng)常使用的)了，數(shù)據(jù)格式還無(wú)比簡(jiǎn)單，沒(méi)有事務(wù)支持。

所以該用mysql還得用mysql啊。那你咋辦？

用MQ吧，大量的寫(xiě)請(qǐng)求灌入MQ里，排隊(duì)慢慢玩兒，后邊系統(tǒng)消費(fèi)后慢慢寫(xiě)，控制在mysql承載范圍之內(nèi)。

所以你得考慮考慮你的項(xiàng)目里，那些承載復(fù)雜寫(xiě)業(yè)務(wù)邏輯的場(chǎng)景里，如何用MQ來(lái)異步寫(xiě)，提升并發(fā)性。

MQ單機(jī)抗幾萬(wàn)并發(fā)也是ok的。

4：分庫(kù)分表

可能到了最后數(shù)據(jù)庫(kù)層面還是免不了抗高并發(fā)的要求，好吧，那么就將一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)拆分為多個(gè)庫(kù)，多個(gè)庫(kù)來(lái)抗更高的并發(fā)；然后將一個(gè)表拆分為多個(gè)表，每個(gè)表的數(shù)據(jù)量保持少一點(diǎn)，提高sql跑的性能。

5：讀寫(xiě)分離

這個(gè)就是說(shuō)大部分時(shí)候數(shù)據(jù)庫(kù)可能也是讀多寫(xiě)少，沒(méi)必要所有請(qǐng)求都集中在一個(gè)庫(kù)上吧，可以搞個(gè)主從架構(gòu)，主庫(kù)寫(xiě)入，從庫(kù)讀取，搞一個(gè)讀寫(xiě)分離。

讀流量太多的時(shí)候，還可以加更多的從庫(kù)。

6：solrCloud

SolrCloud(solr 云)是Solr提供的分布式搜索方案，可以解決海量數(shù)據(jù)的 分布式全文檢索，因?yàn)榇罱思?，因此具備高可用的特性，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主從備份，避免了單點(diǎn)故障問(wèn)題。

可以做到數(shù)據(jù)的快速恢復(fù)。

并且可以動(dòng)態(tài)的添加新的節(jié)點(diǎn)，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平衡,可以做到負(fù)載均衡：

java高并發(fā)解決方案

Java作為一種高性能、高并發(fā)的編程語(yǔ)言，在實(shí)際應(yīng)用中，開(kāi)發(fā)者面臨的高并發(fā)問(wèn)題日益突出。因此，Java高并發(fā)解決方案就成為了很多開(kāi)發(fā)者關(guān)注的焦點(diǎn)。本文探討一些常用的Java高并發(fā)解決方案。

多線程

多線程是Java解決高并發(fā)問(wèn)題的最基本方法，它可以充分利用多核處理器的優(yōu)勢(shì)，提高程序的運(yùn)行效率。Java提供了多線程編程的相關(guān)API，包括Thread類、Runnable接口、synchronized關(guān)鍵字、wait()和notify()等方法，可以方便地實(shí)現(xiàn)線程同步和互斥。

在使用多線程時(shí)，需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）線程安全性：由于多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致或競(jìng)態(tài)條件等問(wèn)題。因此，需要采用同步機(jī)制來(lái)保證線程安全性。

（2）死鎖：當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)線程互相持有對(duì)方需要的資源時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象。為避免死鎖，應(yīng)該避免嵌套鎖和鎖的順序死鎖等問(wèn)題。

（3）上下文切換：線程的切換會(huì)消耗系統(tǒng)資源，因此要盡量減少上下文切換的次數(shù)。

線程池

線程池是Java中非常常用的高并發(fā)解決方案之一。線程池可以管理多個(gè)線程，可以避免頻繁地創(chuàng)建和銷毀線程，從而提高系統(tǒng)的性能。Java提供了ThreadPoolExecutor類來(lái)實(shí)現(xiàn)線程池，可以方便地控制線程的數(shù)量、執(zhí)行時(shí)間和執(zhí)行方式等參數(shù)。

在使用線程池時(shí)，需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）線程池的大小：線程池的大小應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載和硬件配置來(lái)設(shè)置，一般應(yīng)該與CPU核心數(shù)相當(dāng)。

（2）任務(wù)隊(duì)列的容量：任務(wù)隊(duì)列的容量應(yīng)該適當(dāng)，太大會(huì)占用過(guò)多的內(nèi)存，太小則可能導(dǎo)致任務(wù)丟失。

（3）線程的生命周期：線程池中的線程應(yīng)該及時(shí)地關(guān)閉和回收，以避免資源的浪費(fèi)。

CAS（比較并交換）

CAS是一種非阻塞同步技術(shù)，可以用來(lái)解決高并發(fā)問(wèn)題。

CAS操作包括比較一個(gè)內(nèi)存地址的值與一個(gè)期望值，如果相等則將內(nèi)存地址的值修改為一個(gè)新值。

在Java中，CAS操作由Atomic包提供支持，其中的AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean等類可以實(shí)現(xiàn)線程安全的自增、自減、賦值等操作。

與鎖不同，CAS操作不會(huì)阻塞線程，因此可以有效地提高程序的并發(fā)性能。

但是，CAS操作需要滿足一定的條件才能成功，例如只能對(duì)基本類型和對(duì)象的引用類型進(jìn)行操作，而不能對(duì)對(duì)象的字段進(jìn)行操作。

此外，在高并發(fā)的情況下，CAS操作可能會(huì)出現(xiàn)ABA問(wèn)題，需要采取一些額外的措施來(lái)避免該問(wèn)題的出現(xiàn)。

并發(fā)容器

Java中提供了很多并發(fā)容器，例如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList、BlockingQueue等，可以用來(lái)解決多線程環(huán)境下的數(shù)據(jù)共享和訪問(wèn)問(wèn)題。

這些并發(fā)容器在實(shí)現(xiàn)上采用了一些特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，以保證線程安全性和高并發(fā)性能。

以ConcurrentHashMap為例，它是一種線程安全的哈希表，可以支持并發(fā)地插入、刪除和查找操作。

它采用了分段鎖的機(jī)制，將整個(gè)哈希表劃分為多個(gè)段，每個(gè)段都有自己的鎖，不同的段可以并發(fā)地進(jìn)行操作。

這種分段鎖的機(jī)制可以有效地減小鎖的粒度，提高程序的并發(fā)性能。

并發(fā)框架

Java中還提供了很多并發(fā)框架，例如JUC（Java Util Concurrent）和Akka等，可以用來(lái)簡(jiǎn)化高并發(fā)環(huán)境下的編程工作。

JUC提供了一系列的并發(fā)工具類和線程池，可以實(shí)現(xiàn)并發(fā)編程的一些基本功能，例如鎖、阻塞隊(duì)列、信號(hào)量、倒計(jì)時(shí)門(mén)閂等。

Akka則是一種基于Actor模型的并發(fā)框架，可以將程序中的不同部分劃分為不同的Actor，并采用消息傳遞的方式進(jìn)行通信，以實(shí)現(xiàn)并發(fā)編程。

無(wú)鎖算法

無(wú)鎖算法是一種不依賴鎖的并發(fā)算法，它通過(guò)使用一些特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來(lái)實(shí)現(xiàn)線程安全性和高并發(fā)性能。

無(wú)鎖算法可以避免鎖的競(jìng)爭(zhēng)和死鎖等問(wèn)題，從而提高程序的并發(fā)性能。

以無(wú)鎖的單向鏈表為例，它通過(guò)使用CAS操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鏈表的并發(fā)訪問(wèn)。

每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針，每次更新節(jié)點(diǎn)時(shí)都需要進(jìn)行CAS操作，以保證鏈表的正確性。

這種無(wú)鎖的單向鏈表可以支持高并發(fā)的插入、刪除和查找操作，比傳統(tǒng)的有鎖算法性能更優(yōu)。

數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)控制

在實(shí)際的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)控制也是一種重要的高并發(fā)解決方案。數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)控制可以通過(guò)使用鎖、MVCC（多版本并發(fā)控制）等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

其中，MVCC技術(shù)是一種比較先進(jìn)的并發(fā)控制技術(shù)，它可以在不加鎖的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)訪問(wèn)。

在使用數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)控制時(shí)，需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）鎖的粒度：鎖的粒度應(yīng)該盡量小，以減小鎖的競(jìng)爭(zhēng)，提高并發(fā)性能。

（2）死鎖的避免：死鎖是一種常見(jiàn)的并發(fā)問(wèn)題，當(dāng)多個(gè)線程相互等待對(duì)方釋放鎖時(shí)就會(huì)發(fā)生死鎖。在數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以通過(guò)設(shè)置超時(shí)時(shí)間和死鎖檢測(cè)來(lái)避免死鎖的出現(xiàn)。

（3）MVCC的實(shí)現(xiàn)：MVCC是一種比較先進(jìn)的并發(fā)控制技術(shù)，可以在不加鎖的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)訪問(wèn)。MVCC的實(shí)現(xiàn)需要考慮多個(gè)版本的管理和數(shù)據(jù)一致性的保證。

（4）事務(wù)的隔離級(jí)別：事務(wù)的隔離級(jí)別是指多個(gè)事務(wù)之間的影響關(guān)系。在高并發(fā)環(huán)境下，需要選擇適當(dāng)?shù)氖聞?wù)隔離級(jí)別，以保證數(shù)據(jù)的一致性和并發(fā)性能。

（5）緩存技術(shù)的應(yīng)用：緩存技術(shù)是一種常見(jiàn)的性能優(yōu)化手段，可以將熱點(diǎn)數(shù)據(jù)放入緩存中，減少數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)次數(shù)，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。在高并發(fā)環(huán)境下，緩存技術(shù)的應(yīng)用可以有效地減少數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力，提高系統(tǒng)的并發(fā)性能。

（6）異步處理：異步處理是一種常見(jiàn)的高并發(fā)解決方案，可以在不阻塞主線程的情況下處理大量的并發(fā)請(qǐng)求。在Java中，可以通過(guò)使用異步框架（如Netty、Vert.x等）來(lái)實(shí)現(xiàn)異步處理。

（7）分布式計(jì)算：分布式計(jì)算是一種適用于高并發(fā)場(chǎng)景的解決方案，可以將計(jì)算任務(wù)分布到多個(gè)節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行處理，以提高系統(tǒng)的并發(fā)性能。在Java中，可以使用分布式計(jì)算框架（如Hadoop、Spark等）來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算。

（8）容器化技術(shù)的應(yīng)用：容器化技術(shù)（如Docker、Kubernetes等）是一種越來(lái)越流行的技術(shù)，可以將應(yīng)用程序和依賴的庫(kù)打包到一個(gè)容器中進(jìn)行部署和管理。在高并發(fā)環(huán)境下，容器化技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提高應(yīng)用程序的可靠性和可伸縮性。

綜上所述，Java高并發(fā)解決方案是一門(mén)非常重要的技術(shù)，對(duì)于開(kāi)發(fā)高并發(fā)應(yīng)用具有重要的意義。開(kāi)發(fā)人員需要根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案，并進(jìn)行合理的調(diào)優(yōu)和優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)高效、可靠的高并發(fā)應(yīng)用。同時(shí)，開(kāi)發(fā)人員也需要不斷學(xué)習(xí)新的技術(shù)和方法，以不斷提高自己的技術(shù)水平，更好地應(yīng)對(duì)高并發(fā)的挑戰(zhàn)。

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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