关于并发性:同步的Java代码执行速度比不同步的快

Synchronized java code performs times faster than unsynchronized one

我在一个高并发应用上工作。在应用程序代码中,我尽量避免同步。最近,在比较非同步和同步代码版本的测试性能时,发现同步代码的执行速度比非同步代码的执行速度快三倍四倍。

经过一些实验,我得出了这个测试代码:

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private static final Random RND = new Random();
private static final int NUM_OF_THREADS = 3;
private static final int NUM_OF_ITR = 3;
private static final int MONKEY_WORKLOAD = 50000;

static final AtomicInteger lock = new AtomicInteger();

private static void syncLockTest(boolean sync) {
    System.out.println("syncLockTest, sync=" + sync);

    final AtomicLong jobsDone = new AtomicLong();
    final AtomicBoolean stop = new AtomicBoolean();

    for (int i = 0; i < NUM_OF_THREADS; i++) {
        Runnable runner;

        if (sync) {
            runner = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    while (!stop.get()){
                        jobsDone.incrementAndGet();

                        synchronized (lock) {
                            monkeyJob();
                        }

                        Thread.yield();
                    }
                }
            };
        } else {
            runner = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    while (!stop.get()){
                        jobsDone.incrementAndGet();

                        monkeyJob();

                        Thread.yield();
                    }
                }
            };
        }

        new Thread(runner).start();
    }

    long printTime = System.currentTimeMillis();

    for (int i = 0; i < NUM_OF_ITR;) {
        long now = System.currentTimeMillis();
        if (now - printTime > 10 * 1000) {
            printTime = now;
            System.out.println("Jobs done\t" + jobsDone);
            jobsDone.set(0);
            i++;
        }
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    stop.set(true);
}

private static double[] monkeyJob() {
    double[] res = new double[MONKEY_WORKLOAD];
    for (int i = 0; i < res.length; i++) {
        res[i] = RND.nextDouble();
        res[i] = 1./(1. + res[i]);
    }
    return res;
}

我处理了线程数量、工作负载、测试迭代——每次同步代码的执行速度都比未经同步的快得多。

下面是两个不同的线程num_值的结果

Number of threads:3
syncLockTest, sync=true
Jobs
done 5951
Jobs done 5958
Jobs done 5878
syncLockTest,
sync=false
Jobs done 1399
Jobs done 1397
Jobs
done 1391

Number of threads:5
syncLockTest, sync=true
Jobs
done 5895
Jobs done 6464
Jobs done 5886
syncLockTest,
sync=false
Jobs done 1179
Jobs done 1260
Jobs
done 1226

测试环境Windows 7专业版Java版本7

这里有一个类似的案例同步代码比不同步代码执行得更快

有什么想法吗?


Random是一个线程安全类。通过围绕主作业同步,您很可能避免了对调用到随机类中的争用。


这很吸引人。我想是@jtahlborn钉的。如果我移动Random并使其位于线程的本地,则非同步跳转的时间为10倍,而synchronized的时间不变:

以下是我和一个static Random RND的时代:

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syncLockTest, sync=true
Jobs done   8800
Jobs done   8839
Jobs done   8896
syncLockTest, sync=false
Jobs done   1401
Jobs done   1381
Jobs done   1423

下面是我的时间,每个线程使用一个Random rnd局部变量:

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syncLockTest, sync=true
Jobs done   8846
Jobs done   8861
Jobs done   8866
syncLockTest, sync=false
Jobs done   25956   << much faster
Jobs done   26065   << much faster
Jobs done   26021   << much faster

我还想知道这是否与GC有关,但将double[] res移动到线程本地并不能帮助提高速度。这是我使用的代码:

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...
@Override
public void run() {
    // made this be a thread local but it affected the times only slightly
    double[] res = new double[MONKEY_WORKLOAD];
    // turned rnd into a local variable instead of static
    Random rnd = new Random();
    while (!stop.get()) {
        jobsDone.incrementAndGet();
        if (sync) {
            synchronized (lock) {
                monkeyJob(res, rnd);
            }
        } else {
            monkeyJob(res, rnd);
        }
    }
}
...

private static double[] monkeyJob(double[] res, Random rnd) {
    for (int i = 0; i < res.length; i++) {
        res[i] = rnd.nextDouble();
        res[i] = 1. / (1. + res[i]);
    }
    return res;
}