线程基础之JAVA和C++0x的特性

简介:

译文连接   译文地址  译者:衣着时   校对:丁一    (有兴趣参与试译或校对的同学,请加入并发网试译者QQ群:369468545)

JAVA特性

JAVA线程通常是一个带有run()方法的java.lang.Thread的子类,然后调用这个子类对象的start()方法。我们之前定义过,数据竞争是因为两个线程同时访问内存单元,在JAVA中,内存单元是一个对象字段或数组元素。

由于JAVA旨在支持运行不受信任代码作为受信任的应用程序的一部分,必须限制不受信任代码的数据争用造成的破坏。因此不允许数据争用的任意行为,所以,JAVA语言规范包含了一个复杂的规则集,用来定义线程间的共享对象的行为,包括数据争用的行为,这些规则的影响甚至专家都觉得惊讶。然而这些规则保证了免除数据争用的程序的连续一致,对于程序来讲是个更加容易的模型。

如上所述JAVA的数据争用定义的可替换的定义是,并发冲突操作必须被阻止同时出现通过执行相同的线程,或者引入强制实施线程间的顺序的同步变量。如果采用了这些机制,就可以说一个内存操作发生在另一个内存操作之前。因此不会发生交叉存储。这基本相当于我们的定义。

在几乎所有情况下,Java程序应该避免数据竞争,和依赖顺序一致性。事实上附加的保障数据竞争问题只有三种情况:

1.对于编译器,必须保护它们。

2.对于尤其安全的敏感的代码,作者需要限制不受信任的“沙箱”代码引起的破坏。

3.对于极其性能敏感代码的富有经验的作者来讲,使用同步变量的格外代价太高。尽管这样的代码存在于java.util.concurrent类库里,我们还是期望比较少的程序员写这样的代码。

JAVA提供了不同寻常方式的锁:每个JAVA对象都可以作为一个锁。即逻辑上有个关联锁,而不是提供一个显式的lock()和unlock()函数。JAVA提供了同步块来获得和释放锁。在指定的代码块被执行期间一直保持住锁。


synchronized (object_used_as_lock) {
   <i>code to be executed with lock held</i>
 }


尽管最近JAVA版本提供了显式锁操作(java.util.concurent.locks),同步锁有实质性的好处,锁可以沿着代码块的方向释放,其中包括异常被抛出,从而消除错误的常见来源。

正如我们上面提及的,同步变量或者更正确的对象字段,通常用volatile关键字声明。由于不是一个单独的类型,可能有些令人惊讶,结果是:

数组元素不能同步,因为没有办法吧数组元素声明为volatile。

正如我们前面暗示的,volatile仅仅影响个别的内存存储,如果i被声明为volatile int i,那么++i包含两个单独的不可分割的内存访问,即增量作为一个不可分割的整体。

Java.util.concurrent.atomic包提供了一些原子类型规避这两种结果。

Java.util.concurrent提供了许多其他的措施支持多线程,包括丰富的类库用来同步或线程间的交互。

一些C++0x 特征

约定成俗,我们要用术语c++0x指下一个c++标准,尽管我们并不期望它被正式作为一个ISO标准直到2010或2011年。一个委员会起草的标准目前是可用的,并且我们期望许多供应商支持早于2011年的部分,在这我们所有的解释明确地适应2008委员会草案。

和当前(2003)C++标准不同,C++0X明确的支持线程,线程通过std::thread类的实例创建,调用构造函数或者执行可调用的对象。

由于C++没有被设计来提供保护不受信任的代码的,它无法保证数据争用,允许数据争用的任意程序产生”未定义行为”。

数据争用比较少的时候,提供的一些低层次的类库措施不能用来提供连续一致性。正像JAVA,这显而易见不是官方语言描述,在这种情况下,不使用数据争用而用低层次类库措施的语言描述更为复杂。

可以通过构造互斥获得锁,典型的是std::mutex,然后通过它获得构造函数std::lock_quard对象,确保在lock_quard析构函数释放锁,正如JAVA中被释放,即使是抛出异常。因此看起来像典型的代码来获得一个锁。

#include <mutex>
std::mutex mtx; // The lock; shared by multiple threads

{std::lock_guard _(mtx);
  ++c;
}

在c++0x中,整形同步变量i可能被声明为atomic<int> i;

同步变量与普通变量不同有个不同的类型,因此可以提供成员函数的不同实现,如果i像以上一样被声明,并发访问确保了正如以前一样的连续一致的行为,但是也确保了一个不可分割的操作,++i自动增加。

(C++里也有Volatile,由于历史原因,这意味着别的。)

目前看来,c++0x模型将在其他环境中,目前迹象表明,下一个C标准将遵循一种方法类似c++0x。OpenMP似乎也正走向一个类似解决方案。 

目录
相关文章
|
10月前
|
JSON 网络协议 安全
【Java】(10)进程与线程的关系、Tread类;讲解基本线程安全、网络编程内容;JSON序列化与反序列化
几乎所有的操作系统都支持进程的概念,进程是处于运行过程中的程序,并且具有一定的独立功能,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位一般而言,进程包含如下三个特征。独立性动态性并发性。
439 1
|
10月前
|
JSON 网络协议 安全
【Java基础】(1)进程与线程的关系、Tread类;讲解基本线程安全、网络编程内容;JSON序列化与反序列化
几乎所有的操作系统都支持进程的概念,进程是处于运行过程中的程序,并且具有一定的独立功能,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位一般而言,进程包含如下三个特征。独立性动态性并发性。
407 1
|
11月前
|
Java API 数据处理
Java新特性:使用Stream API重构你的数据处理
Java新特性:使用Stream API重构你的数据处理
|
11月前
|
数据采集 存储 弹性计算
高并发Java爬虫的瓶颈分析与动态线程优化方案
高并发Java爬虫的瓶颈分析与动态线程优化方案
Java API 开发者
394 0
Java 数据库 Spring
457 0
|
11月前
|
算法 Java
Java多线程编程:实现线程间数据共享机制
以上就是Java中几种主要处理多线程序列化资源以及协调各自独立运行但需相互配合以完成任务threads 的技术手段与策略。正确应用上述技术将大大增强你程序稳定性与效率同时也降低bug出现率因此深刻理解每项技术背后理论至关重要.
629 16
|
12月前
|
缓存 并行计算 安全
关于Java多线程详解
本文深入讲解Java多线程编程,涵盖基础概念、线程创建与管理、同步机制、并发工具类、线程池、线程安全集合、实战案例及常见问题解决方案,助你掌握高性能并发编程技巧,应对多线程开发中的挑战。
|
人工智能 机器人 编译器
c++模板初阶----函数模板与类模板
class 类模板名private://类内成员声明class Apublic:A(T val):a(val){}private:T a;return 0;运行结果:注意:类模板中的成员函数若是放在类外定义时,需要加模板参数列表。return 0;
317 0
|
存储 编译器 程序员
c++的类(附含explicit关键字,友元,内部类)
本文介绍了C++中类的核心概念与用法,涵盖封装、继承、多态三大特性。重点讲解了类的定义(`class`与`struct`)、访问限定符(`private`、`public`、`protected`)、类的作用域及成员函数的声明与定义分离。同时深入探讨了类的大小计算、`this`指针、默认成员函数(构造函数、析构函数、拷贝构造、赋值重载)以及运算符重载等内容。 文章还详细分析了`explicit`关键字的作用、静态成员(变量与函数)、友元(友元函数与友元类)的概念及其使用场景,并简要介绍了内部类的特性。
496 0