安全性--不损坏对象
对象的损坏通常是指对象的字段所取得的值并非预期值。在多线程环境中,如果没有足够的同步,多个线程操作执行顺序是不可预测的,由于多个线程是共享相同的的内存地址,并且是并发运行,因此它们可能会访问或修改其他线程正在使用的变量。要使多线程程序的行为可预测,必须对共享变量的访问操作进行协同,这样才不会在线程间发生彼此干扰。
value++操作,当A、B线程并发图
并发编程中,这种由于不恰当的执行时序而出现不正确的结果有一个正式的名字:竞态条件
先检查后执行;延迟初始化;复合操作(读取-修改-写入)
活跃性(生存性)--进行必要的处理
安全性是“永远不发生糟糕的事情”,而活跃性关注的目标是“某件正确的事最终会发生”。活跃性的形式之一就是无意中造成死循环,使循环后面的代码无法执行;线程A等待线程B释放其持有的资源,而线程B永远不释放,线程A将一直等下去;死锁等。
性能--能快速、大量进行处理
活跃性意味着某件正确的事最终会发生,但却不够好,我们希望正确的事情尽快发生,性能问题包括多个方面:服务时间过长,响应不灵敏,吞吐率过低,资源消耗过高或可伸缩性较低等。在多线程程序中,当线程调度器临时挂起活跃线程并转而运行另一个线程时,就会频繁的出现上下文切换操作,这种操作将带来极大的开销:保存和恢复执行上下文,并且CPU时间将更多地花在线程调度而不是线程运行上。
数据吞吐量(throughput)是指在一定时间内所能完成的处理量,能处理的数量越多,表示数据吞吐量越高。
响应性(responsiveness)是指从发出要求到收到反应的时间。所费时间越短,则程序的响应性越高。
容量(capacity)是指可同时处理的数量。如:服务器可同时处理的客户端数量或文件数量等。
有时,这些因素可能会互相抵触,如果想较高的数据吞吐量,通常会相对降低响性;提高安全性可能会降低程序的性能。
复用性--可再利用类
在写多线程程序时,若能将线程的共享互斥结构隐藏在类里,就是一个具有高度复用性的程序。
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设计多线程程序时,必须维持程序的安全性和活跃性,满足这两个必要条件后,再考虑如何提高复用性和性能。
安全性与活跃性--必要条件;
复用性与性能--提高程序质量。
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