《并發(fā)處理》PPT課件

制作人：創(chuàng)作者時(shí)間：2024年X月目錄第1章簡(jiǎn)介第2章并發(fā)模型第3章并發(fā)編程第4章并發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第5章并發(fā)容器第6章總結(jié)與展望01第1章簡(jiǎn)介

并發(fā)處理概述并發(fā)處理是指系統(tǒng)能夠同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)或事件的能力，提高系統(tǒng)的效率和性能。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種并發(fā)處理技術(shù)不斷涌現(xiàn)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和信息量的爆炸式增長(zhǎng)，對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)速度和并發(fā)處理能力提出了更高的要求。響應(yīng)速度要求高0103

02各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景下都需要高效的并發(fā)處理來提高用戶體驗(yàn)和系統(tǒng)穩(wěn)定性。提高用戶體驗(yàn)并發(fā)處理的挑戰(zhàn)并發(fā)處理涉及到資源的競(jìng)爭(zhēng)和沖突，需要處理好鎖、同步、死鎖等問題。資源競(jìng)爭(zhēng)并發(fā)處理的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度高，容易出現(xiàn)bug，需要仔細(xì)設(shè)計(jì)和測(cè)試。復(fù)雜度高

提高系統(tǒng)響應(yīng)速度可以有效地提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高用戶體驗(yàn)。

并發(fā)處理的優(yōu)勢(shì)充分利用多核處理器并發(fā)處理可以充分利用多核處理器的性能，提高系統(tǒng)的吞吐量。02第2章并發(fā)模型

并發(fā)模型概述并發(fā)模型是描述并發(fā)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為的抽象模型，有助于理解系統(tǒng)的工作原理和優(yōu)化設(shè)計(jì)。常見的并發(fā)模型包括管程、消息傳遞、事件驅(qū)動(dòng)等。

管程模型避免死鎖和競(jìng)爭(zhēng)條件解決共享資源同步和互斥訪問問題管理共享資源的訪問提供方便的管理機(jī)制避免資源沖突確保程序穩(wěn)定性

消息傳遞模型實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信和同步通過消息進(jìn)行通信多進(jìn)程并發(fā)環(huán)境適用于分布式系統(tǒng)解耦合作用提高系統(tǒng)靈活性

系統(tǒng)響應(yīng)外部事件通過事件觸發(fā)處理0103提高系統(tǒng)性能支持異步IO02用戶交互體驗(yàn)適用于GUI編程消息傳遞模型通過消息通信實(shí)現(xiàn)同步適用于分布式系統(tǒng)事件驅(qū)動(dòng)模型響應(yīng)外部事件觸發(fā)適用于GUI編程

比較不同并發(fā)模型管程模型適用于共享資源同步提供方便的管理機(jī)制總結(jié)并發(fā)模型是并發(fā)處理系統(tǒng)的核心概念，通過不同的模型實(shí)現(xiàn)多任務(wù)同時(shí)執(zhí)行。管程、消息傳遞和事件驅(qū)動(dòng)模型各具特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的模型來提高系統(tǒng)性能和效率。03第3章并發(fā)編程

并發(fā)編程基礎(chǔ)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)多任務(wù)執(zhí)行確保多線程環(huán)境下數(shù)據(jù)安全線程安全多個(gè)線程共享的數(shù)據(jù)或資源共享資源線程之間的等待與同步同步問題多線程編程多線程編程是一種同時(shí)執(zhí)行多個(gè)線程的編程模式，可以提高程序的并發(fā)能力。常見編程語言如Java、Python、C++提供了豐富的多線程庫(kù)和工具，開發(fā)人員可以利用這些工具實(shí)現(xiàn)多線程編程。

鎖機(jī)制保護(hù)共享資源，確保同一時(shí)間只有一個(gè)線程訪問互斥鎖允許多個(gè)線程同時(shí)讀取數(shù)據(jù)，但只有一個(gè)線程寫入數(shù)據(jù)讀寫鎖在獲取鎖失敗時(shí)，循環(huán)等待直到成功獲取鎖的機(jī)制自旋鎖

保證多線程環(huán)境下操作的一致性操作一致性0103CompareAndSwap指令用于實(shí)現(xiàn)原子操作CAS指令02部分原子操作可以由硬件直接支持硬件支持總結(jié)并發(fā)編程涉及多線程編程、鎖機(jī)制和原子操作等知識(shí)，開發(fā)人員需要深入了解這些概念才能編寫高效、安全的并發(fā)程序。通過合理的線程管理和資源保護(hù)，可以提高程序的并發(fā)性能，減少出錯(cuò)概率。04第四章并發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

用于阻塞隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)BlockingQueue0103

02無界非阻塞隊(duì)列ConcurrentLinkedQueueConcurrentSkipListMap基于跳表的并發(fā)映射實(shí)現(xiàn)

并發(fā)映射ConcurrentHashMap基于哈希表的并發(fā)映射實(shí)現(xiàn)并發(fā)集合在寫入時(shí)復(fù)制舊數(shù)組的并發(fā)列表CopyOnWriteArrayList高效并發(fā)地支持鍵值操作ConcurrentHashMap雙端隊(duì)列，在兩端都能進(jìn)行高效插入刪除操作ConcurrentLinkedDeque

原子操作的長(zhǎng)整型AtomicLong0103

02高并發(fā)環(huán)境下的快速累加器LongAdder總結(jié)并發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在多線程編程中起著重要作用，合理選擇并使用適合的并發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以提高程序的性能和穩(wěn)定性。

05第5章并發(fā)容器

并發(fā)棧支持多線程安全操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)ConcurrentLinkedStack常見的并發(fā)棧ConcurrentArrayStack

并發(fā)棧并發(fā)棧是一種支持多線程安全操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以在多線程環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高效的棧操作。ConcurrentLinkedStack、ConcurrentArrayStack等是常見的并發(fā)棧。

并發(fā)隊(duì)列支持多線程安全操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)ConcurrentLinkedQueue常見的并發(fā)隊(duì)列PriorityBlockingQueue

Caffeine支持多線程安全操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常見的并發(fā)緩存

并發(fā)緩存ConcurrentHashMap支持多線程安全操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常見的并發(fā)緩存并發(fā)計(jì)算并發(fā)計(jì)算是一種支持多線程并發(fā)計(jì)算的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以在多線程環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高效的計(jì)算操作。RecursiveTask、ForkJoinPool等是常見的并發(fā)計(jì)算工具。支持多線程并發(fā)計(jì)算的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)RecursiveTask0103

02常見的并發(fā)計(jì)算工具ForkJoinPool06第六章總結(jié)與展望

并發(fā)處理的挑戰(zhàn)并發(fā)處理涉及到很多復(fù)雜的問題，包括死鎖、競(jìng)態(tài)條件、線程安全等，需要仔細(xì)設(shè)計(jì)和測(cè)試。未來隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的發(fā)展，對(duì)并發(fā)處理的需求會(huì)越來越大?？缍嗯_(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行并發(fā)處理分布式并發(fā)0103采用無鎖算法進(jìn)行并發(fā)編程無鎖并發(fā)02利用圖形處理器進(jìn)行并發(fā)計(jì)算GPU并發(fā)學(xué)習(xí)與實(shí)踐需要不斷地學(xué)習(xí)和實(shí)踐希望希望通過本課程的學(xué)習(xí)，你能夠?qū)Σl(fā)處理有更深入的理解和應(yīng)用

結(jié)語重要性并發(fā)處理是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中一個(gè)重要且復(fù)雜的問題并發(fā)處理的發(fā)展在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用面臨著復(fù)雜的問題，同時(shí)也蘊(yùn)含著巨大的發(fā)展機(jī)遇挑戰(zhàn)與機(jī)遇需要仔細(xì)設(shè)計(jì)和測(cè)試算法的正確性測(cè)