java的上下文切换

多线程一定比单线程快吗？

这个答案是否定的，在一定情况下，单线程是比多线程执行效率更高的

影响多线程执行效率有一个关键因素：上下文切换

什么是上下文切换？

cpu通过给每个线程分配时间片来实现多线程，而时间片就是cpu分配给每个线程执行的时间(通常为几十毫秒)；而在切换前，会保存程序当前的执行状态，以备cpu再次切换到该线程时候加载当前状态继续往下执行，保存与加载的这个过程被称为是程序的上下文切换。

public class SpeedTest {
    private static final Long count = 10000L;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        concurrency();
        serial();
    }

    private static void concurrency() throws InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread test = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                int a = 0;
                for (long i = 0; i < count; i++) {
                    a += 5;
                }
            }
        }, "test");
        test.start();
        int b = 0;
        for (long j = 0; j < count; j++) {
            b--;
        }
        long end = System.currentTimeMillis() - start;
        test.join();
        System.out.println("多线程" + end);
    }

    private static void serial(){
        long start = System.currentTimeMillis();
        int a = 0;
        for (long i = 0; i < count; i++) {
            a += 5;
        }
        int b = 0;
        for (long j = 0; j < count; j++) {
            b--;
        }
        long end = System.currentTimeMillis() - start;
        System.out.println("单线程" + end);
    }
}

以上代码是java并发编程书籍上的测试案例

循环次数	单线程执行时间/ms	多线程执行时间/ms	并发与单线程速度相比
一亿	111	74	多线程快37ms
一千万	15	11	多线程快34ms
一百万	8	7	多线程快1ms(几乎接近了)
十万	4	4	速度相等
一万	1	2	单线程快1ms
一千	0	2	单线程快2ms

亲测所得：单线程不一定就比多线程快，这是因为多线程有上下文切换的开销

在代码中如何可以减少上下文切换的次数呢？

1、无锁并发编程：多线程竞争锁时会产生上下文切换，所以在使用多线程处理数据时，可以使用一些办法来避免使用锁，例如将数据的ID按照hash算法来取模分段，不同线程处理不同的数据。

２、CAS算法：java的Atomic包使用CAS算法来更新数据，而不使用加锁

３、是用最少线程：避免创建不必要的线程，比如任务很少，但是创建了很多的线程来处理，这样会造成大量线程处于等待状态

４、协程：在单线程里面实现多任务的调度，并在单个线程里维持多个任务间的切换