回答重点
- 使用无锁数据结构:可以使用无锁的并发队列,如lava的 ConcurrentLinkedQueue,它采用了非阻塞算法,避免了加锁的开销。这样,多个生产者可以并发地将消息添加进队列中,而消费者可以从队列中安全地读取消息。
- 批量操作:生产者可以批量发送消息,减少锁竞争的频率。例如,一个生产者可以先在本地缓存一批消息,然后一次性将这些消息推送到队列中。这减少了多次加锁解锁的开销。
- 分发锁:可以使用细粒度的锁,对以列的不同部分进行分段锁定,避免整个队列被独占锁定。例如,使用分级锁,通过将数据分成多个段(例如让消息有明确的分区属性,可以对消息进行分区处理),生产者可以同时操作不同段,从面减少锁竞争。
扩展知识
ConcurrentLinkedQueue 原理
ConcurentlinkedQueue 是Java 中的一种无锁并发队列,基于 Michael-Scott队列算法(MS Queue),专为高并发环境设计,能实现线程安全的无阻塞操作
它通过 CAS(Compare-And-Swap)操作实现线程安全,而不是依赖传统的锁机制,避免了锁的开销,降低了线程争用带来的性能损耗。
入队操作:
- 创建新节点:首先为要插入的元素创建一个新的节点。
- 定位尾节点:通过尾指针找到当前的尾节点。
- CAS操作更新尾节点:通过CAS操作将新节点链接到当前尾节点的next引|用上。然后更新尾指针,使其指向新的尾节点。
如果多个线程同时尝试更新尾节点,只有一个线程的CAS操作会成功,其他线程会重试直到成功。
出队操作:
- 定位头节点:通过头指针找到当前的头节点。
- 获取下一节点:检查头节点的next引用,找到下一个节点。
- CAS操作更新头节点:通过CAS操作将头指针更新为下一个节点,旧的头节点被垃圾回收机制回收。
如果队列为空,即头指针和尾指针相同且头节点的next引用为空,返回null表示队列为空。