并发编程挑战：11个常见问题及解决方案

本文主要探讨了并发编程中常见的问题及解决方案，特别关注了多线程环境下的11个潜在问题，包括数据争用、忘记同步、粒度错误、读写撕裂、无锁定重新排序、重新进入、死锁、锁保护、戳记、两步舞曲和优先级反转。文章指出，随着多核处理器的普及，并发编程成为必要，但也带来了确保程序稳定性和可靠性的挑战。正确设计的并发代码需要遵循额外的规则，如同步和协调，以防止冲突和不确定性。 在并发编程中，数据争用是最常见的问题之一，发生在多个线程同时读写同一数据时，可能导致程序崩溃或内存问题。解决方法通常包括使用同步机制，如锁或者监视器。忘记同步是另一个常见错误，当程序员忘记对共享资源进行同步控制时，可能会出现未预期的行为。粒度错误指的是同步范围过大或过小，过大可能导致不必要的阻塞，过小则可能导致过度同步，增加冲突的机会。 读写撕裂是指在一个线程写入数据的中间阶段，其他线程读取到了不完整的信息，可以通过原子操作或者适当的同步来避免。无锁定重新排序可能由于编译器或处理器优化导致，使得指令执行顺序发生变化，引入并发问题，可以使用内存屏障或volatile关键字来解决。 重新进入是指线程在未完成当前任务时被再次调度执行相同的任务，可能导致资源泄漏或死锁。死锁是两个或多个线程相互等待对方释放资源，无法继续执行，避免死锁需要正确的资源获取顺序和超时策略。 锁保护涉及确保只有持有锁的线程能访问特定资源，戳记和两步舞曲是锁的优化策略，用于减少锁的持有时间。优先级反转是高优先级线程因等待低优先级线程释放资源而被阻塞的现象，可以通过优先级继承或优先级天花板协议来解决。 为了实现安全性，文章提到了不变性、纯度和隔离的概念。不变性意味着对象一旦创建，其状态就不能改变；纯度是指函数的输出仅依赖于输入，不产生副作用；隔离则是确保线程之间的操作互不影响。 并发编程需要深入理解这些概念和技术，虽然有难度，但通过学习和实践，开发者可以编写出高效且可靠的并发程序。在多线程环境下，避免并发危险，确保代码的正确性和性能至关重要。