背景

在开发工作中，遇到一些串行处理比较耗时的任务，我会想到用多线程，切片并行执行，已减少请求响应时间，提高吞吐量。可是，开辟线程也是需要消耗系统内存的，一个线程的线程栈，JVM默认配置1M左右，线程栈的内存的上限 只受操作系统的内存限制，所以线程创建过多，会在JVM的LOG日志看到这一行

java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread

，通常我们使用的线程池来管理和监控线程,使用线程池注意的地方参考线程池容易被忽略的地方。

话说回来，我们创建线程，就能提高性能吗？创建线程数一般根据CPU的个数来设置的。**一个CPU只会同时支持一个线程运行，CPU根据分配的时间片（单位几十MS）运行该线程，到了这个时间片后，有二种情况：

1. 这个线程任务执行完了，则释放CPU
2. 这个线程的任务还没有执行完，则CPU也会强行释放服务其他线程了，并将该线程塞到等待队列等待下次调度，在很短的时间后该线程又获得了CPU调度，CPU根据上次的状态（对应JVM的谈到的程序计数器），继续执行下去，这一个周期叫做上下文切换**，由此可见CPU上下文切换影响线程执行效率。

如何定量分析上下文切换次数呢？

Linux提供了性能检测工具，使用vmstat可以测量上下文切换的次数。

root@ubuntu:~# vmstat 2 1

• 第一个参数是采样的时间间隔数，单位是秒
• 第二个参数是采样的次数

运行后有如下参数：

 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us 

r
表示运行队列(就是说多少个进程真的分配到CPU)，当这个值超过了CPU数目，就会出现CPU瓶颈了。如果运行队列过大，表示你的CPU很繁忙，一般会造成CPU使用率很高。

cs
每秒上下文切换次数，线程的切换，也要进程上下文切换，这个值要越小越好，太大了，要考虑调低线程或者进程的数目，上下文切换次数过多表示你的CPU大部分浪费在上下文切换，导致CPU干正经事的时间少了，CPU没有充分利用，是不可取的。

那么如何减少上下文切换呢？

• 可以想到的是，增加CPU，当然增加了硬件的成本，老板不同意的。
• 另一个容易就是想到的，减少线程数，这个只能视业务而定。
• 再一个就是无锁编程，锁会增大线程上下文切换的次数。
• 还有一个该提到的就是CAS，JDK里原子类和并发包都有应用。
• 最后提到的是，用协程代替线程。

那么什么是协程呢？

协程跟线程的用法相似，对于我们JAVA党不熟悉，但在golang,kotlin 1.30，python:都有原生的支持了。具体用法参考聊一聊 Java-协程 那些事,我目前的水平还达不到解说，值得提的是如下几点：

对于那些需要CPU长时间计算的代码，很少遇到阻塞的时候，就应该首选thread。
当代码经常会被等待其它资源的阻塞的时候，就应该使用协程

附录

操作系统——CPU调度
从 synchronized 到 CAS 和 AQS - 彻底弄懂 Java 各种并发锁
Linux vmstat命令实战详解