为什么在Java中同步昂贵?

问题描述 投票:31回答:5

我是Java的新手,我读到synchronized在Java中“非常昂贵”。我想知道的是什么是昂贵的,它是如何昂贵的?

谢谢。

java synchronized
5个回答
35
投票

Maybe it's not as bad as you think

它曾经是可怕的(这可能是你读到它“非常昂贵”的原因)。这些模因可能需要很长时间才能消亡

How expensive is synchronization?

由于涉及高速缓存刷新和失效的规则,Java语言中的同步块通常比许多平台提供的关键部分设施更昂贵,这些平台通常用原子“测试和设置位”机器指令实现。即使程序仅包含在单个处理器上运行的单个线程,同步方法调用仍然比未同步的方法调用慢。如果同步实际上需要争用锁,则性能损失要大得多,因为需要几个线程切换和系统调用。

幸运的是,JVM的持续改进既提高了整体Java程序的性能,又降低了与每个版本同步的相对成本,并且预计将来会有所改进。此外,同步的性能成本经常被夸大。一个众所周知的消息来源指出,同步方法调用比非同步方法调用慢50倍。虽然这种说法可能是正确的,但它也具有很大的误导性,并导致许多开发人员即使在需要的情况下也要避免同步。

话虽如此 - 并发编程仍然可能很慢,但现在并非如此纯粹是Java的错误。精细锁定和粗锁定之间存在权衡。太粗糙显然是坏的,但也可能太精细,因为锁具有非零成本。

考虑争用中的特定资源非常重要。机械硬盘是更多线程可能导致更差性能的示例。


13
投票

它很昂贵,因为如果你使用线程,并且许多线程必须经过代码的同步部分,那么一次只能执行其中一个。

这就像一个瓶颈。

使用单个线程时甚至会很昂贵,因为无论如何都必须检查是否允许它运行。

如果减少同步段的使用,您的线程将不必停下来查看它们是否可以运行(当然,它们不必共享数据)

可以在here找到同步工作原理的高级概述

http://img20.imageshack.us/img20/2066/monitor28synchronizatioc.png

Java风格的监视器


7
投票

这不是Java特有的。如果没有正确完成,任何多线程环境中的同步都可能被认为是“昂贵的”。我不知道是否在Java中特别糟糕。

如果线程使用相同的资源,它会阻止线程并发运行。但是,由于他们确实使用相同的资源,因此没有更好的选择(必须这样做)。

问题是人们经常保护范围太大的资源。例如,设计糟糕的程序可能会同步整个对象数组,而不是数组中的每个单独元素(甚至是数组的一部分)。

这意味着尝试读取元素7的线程必须等待线程读取或写入元素22.没有必要。如果同步的粒度在元素级而不是数组级,则这两个线程不会相互干扰。

只有当两个线程试图访问同一个元素时才会出现资源争用。这就是为什么一般规则只是保护尽可能小的资源(当然,受限于同步数量)。

但是,说实话,如果由于两个线程争夺单个资源而导致数据损坏,那么它的价格并不高。正确编写您的应用程序,只有在出现性能问题时才会担心(“让它先运行然后快速运行”是我最喜欢的口头禅)。


5
投票

这个article在IBM实际上很好地总结了同步背后的要点。

由于涉及高速缓存刷新和失效的规则,Java语言中的同步块通常比许多平台提供的关键部分设施更昂贵,这些平台通常用原子“测试和设置位”机器指令实现。即使程序只包含在单个处理器上运行的单个线程,同步方法调用仍然比非同步方法调用慢。如果同步实际上需要争用锁,则性能损失要大得多,因为需要几个线程切换和系统调用。


2
投票

其他答案提供了一个很好的技术细节,我不打算复制。

我将做的是建议您检查文章的日期(以及作者的隐含能力和意识)。 Java中的同步在早期的JVM中非常慢。但是,它最近有了很大改进,因此无竞争同步比你想象的要快得多,并且无竞争同步也得到了改善。

请注意,这个问题可能并不重要 - 如果您需要同步以确保正确性,您需要同步以确保正确性。我唯一能看到速度是一个问题的是,如果你正在考虑创建一个无锁实现(使用非常有效但复杂的java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer),或者考虑使用另一种语言代替你的任务。

总的来说,我认为最好的结论是同步通常足够快以便在第一次迭代时使用。与所有性能问题一样,首先要编写清晰度和正确性的代码,然后仅优化您测量的应用程序中昂贵的部分。通常,这不会是同步成本*。

© www.soinside.com 2019 - 2024. All rights reserved.