[[404291]]

本文轉載自微信公眾號「安琪拉的博客」，作者安琪拉。轉載本文請聯(lián)系安琪拉的博客公眾號。

面試官：看你簡歷上寫，最近正在寫并發(fā)編程方面的博客，是吧?

安琪拉：閑來無事，看看閑書，寫寫段子，承蒙讀者厚愛，有此打算。

面試官：少跟我這拽文，“閑來無事”?阿里不用996嗎?

安琪拉：修福報，你知道嗎?..... 技術人的日常，能算996嗎?

面試官：算了算了，還是聊正題，你先跟我講講什么是并發(fā)?

安琪拉：并發(fā)就是存在兩個或多個線程，這些線程同時操作相同的物理機中的資源。

面試官：那并發(fā)跟并行有什么區(qū)別呢?

安琪拉：舉個生活中的例子就懂了：

你在打王者榮耀，這個時候女朋友找你視頻，你一直打完王者榮耀才接，說明你不支持并發(fā)(也不支持并行);

你在打王者榮耀，這個時候女朋友給你發(fā)了微信，你退出王者榮耀，回完微信再回到王者，微信和王者間來回切換，說明你支持并發(fā)，但不支持并行;

你在打王者榮耀，這個時候女朋友給你打電話，你邊打榮耀邊接電話，說明你支持并行。

并行的關鍵點是物理的“同時”，我們在單核CPU的時候，既能寫代碼也能聽歌，這個多線程實際是基于操作系統(tǒng)根據(jù)CPU時間片做的任務輪轉，是偽“同時”，只能說是并發(fā)，不能算并行，但是多核CPU可以支持每個核同時運行任務，是真實的“同時”，是并行。

Erlang 之父 Joe Armstrong 畫了一張圖解釋了并發(fā)與并行的區(qū)別，Concurrent (并發(fā))，Parallel (并行)。

并發(fā)允許二隊小孩輪流使用咖啡機，并行是同時存在二臺咖啡機，二隊小孩同時使用，不沖突。

面試官：那高并發(fā)呢?你了解高并發(fā)嗎?

安琪拉：【心里想，該來的還是來了，要造火箭了】

你說High Concurrency(高并發(fā))是吧(先拽句英文)。

通常我們談論并發(fā)的時候，更多的關注點在于線程安全，但是討論高并發(fā)時，關注點不僅僅是線程安全問題，而是如何在短時間內處理大量請求，保證系統(tǒng)響應時間和吞吐量的可靠，更多關注的是穩(wěn)定性問題(SRE)，高并發(fā)涉及的是完整的系統(tǒng)知識，線程安全只是其中一小部分。

高并發(fā)是現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)設計系統(tǒng)中需要考慮的一個重要因素之一，通常來說，就是通過嚴謹?shù)脑O計來保證系統(tǒng)能夠同時并行處理很多的請求。這就是大家常說的「 高并發(fā) 」。也就是說系統(tǒng)能夠在某一時間段內提供很多請求，但是不會影響系統(tǒng)的性能。如果想設計出高可用和高性能的系統(tǒng)，就應該從很多的方面來考慮，例如應該從硬件、軟件、編程語言的選擇、網(wǎng)絡方面的考慮、系統(tǒng)的整體架構、數(shù)據(jù)結構、算法的優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化等等多方面。這其中的每一點展開來說都要說很多的知識，安琪拉會在后續(xù)課程更新這部分內容。

面試官：那你跟我講講你們系統(tǒng)的QPS有多少?

安琪拉：大促場景能有個10W+的QPS，日常業(yè)務高峰期也有2W+，其他時間幾千。

其實對于大部分的系統(tǒng)，幾十、幾百很正常，QPS能過千的就已經(jīng)不低了，有的業(yè)務會有峰值，QPS穩(wěn)定過萬的系統(tǒng)實際中不多，所以大家日?？梢躁P注一下自己系統(tǒng)的QPS，這個問題面試經(jīng)常會問。

面試官：一般我們有什么工具可以模擬并發(fā)請求呢?

安琪拉：PostMan、Apache Bench(AB)、Jmeter，推薦使用Jmeter。

面試官：那你能寫段代碼，演示一下并發(fā)安全的問題嗎?

安琪拉：可以啊。筆遞給我一下，順便幫我拿下A4紙。

public class ConcurrencySafeTest { 
 
    private static int counter = 0; 
 
    public static void main(String[] args) { 
        //使用線程池 
        ThreadPoolExecutor threadPool = (ThreadPoolExecutor) Executors.newCachedThreadPool(); 
        //提交2000個任務 
        for(int i = 0; i < 2000; i++) { 
            threadPool.submit(new Add()); 
        } 
        threadPool.shutdown(); 
        System.out.println(counter); 
    } 
 
    static class Add implements Runnable { 
        @Override 
        public void run() { 
            counter++; 
        } 
    } 
} 

我們進行計數(shù)操作，執(zhí)行2000次，預期的執(zhí)行結果應該是2000，但是實際執(zhí)行結果如下：

1971 
1987 

因為《并發(fā)》系列是從基礎開始講的，上面的代碼部分內容涉及到后面的一些內容，比如線程池和線程的使用，這里只要大致了解并發(fā)的安全問題，后面會有詳細說明，后面面試官的問題作為擴展閱讀。

面試官：看到你代碼中用了CachedThreadPool，那2000次任務執(zhí)行，CachedThreadPool 線程池創(chuàng)建了多少個線程?

安琪拉：答案是不確定，CachedThreadPool 緩存了線程(復用線程)，沒有讓任務排隊，來一個任務，要么復用已有線程處理，要么新建一個線程處理。那我們怎么確定線程池創(chuàng)建過多少個線程呢?可以加一段代碼打印出來。

如下:

private static int counter = 0; 
 
public static void main(String[] args) { 
//使用線程池 
ThreadPoolExecutor threadPool = (ThreadPoolExecutor) Executors.newCachedThreadPool(); 
//提交2000個任務 
for(int i = 0; i < 2000; i++) { 
threadPool.submit(new Add()); 
} 
threadPool.shutdown(); 
//打印最多使用線程數(shù) 
System.out.println("largestPoolSize:" + threadPool.getLargestPoolSize()); 
System.out.println(counter); 
} 

輸出結果如下：

第一次: 
largestPoolSize:11 
1937 
第一次: 
largestPoolSize:14 
1956 
第一次: 
largestPoolSize:31 
1970 

可以看到每次都不一樣，線程池之前有文章講過，這個系列后面還會深入講解。

關于 largestPoolSize, 注釋說明了，記錄線程池中最大的線程數(shù)。

/** 
* Tracks largest attained pool size. Accessed only under 
* mainLock. 
*/ 
private int largestPoolSize; 

面試官：看你代碼中寫了調用線程池的shutdown，那shutdown 和 shutdownNow 方法什么區(qū)別?

安琪拉：shutdown 是將線程池的狀態(tài)設置為SHUTWDOWN狀態(tài)，正在執(zhí)行的任務會繼續(xù)執(zhí)行下去，沒有被執(zhí)行的則中斷。而shutdownNow則是將線程池的狀態(tài)設置為STOP，正在執(zhí)行的任務則被停止，沒被執(zhí)行任務的則返回。

源碼對比：

//shutdown 
public void shutdown() { 
  final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; 
  mainLock.lock(); 
  try { 
    checkShutdownAccess(); 
    //設置線程池狀態(tài)為SHUTDOWN 
    advanceRunState(SHUTDOWN); 
    interruptIdleWorkers(); 
    onShutdown(); // hook for ScheduledThreadPoolExecutor 
  } finally { 
    mainLock.unlock(); 
  } 
  tryTerminate(); 
} 

public List<Runnable> shutdownNow() { 
  List<Runnable> tasks; 
  final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; 
  mainLock.lock(); 
  try { 
    checkShutdownAccess(); 
    //設置線程池狀態(tài)為STOP 
    advanceRunState(STOP); 
    interruptWorkers(); 
    //把隊列剩余等待執(zhí)行任務取出，返回 
    tasks = drainQueue(); 
  } finally { 
    mainLock.unlock(); 
  } 
  tryTerminate(); 
  return tasks; 
} 

面試官：線程池有哪幾種狀態(tài)?

安琪拉：5種，注意這里說的是線程池的狀態(tài)，不是線程的狀態(tài)。下面是線程池的狀態(tài)流轉圖：

本文是《并發(fā)》系列第一集，主要介紹了一些并發(fā)、并行、高并發(fā)的一些基礎概念，以及并發(fā)安全問題的案例，下一集講并發(fā)的風險與優(yōu)勢和CPU多級緩存，以及一些內存操作的指令，然后說Java內存模型。

完整大綱參考：