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java多线程
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2019-01-17
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1、多线程有什么用? 一个可能在很多人看来很扯淡的一个问题:我会用多线程就好了,还管它有什么用?在我看来,这个回答更扯淡。所谓"知其然知其所以然","会用"只是"知其然","为什么用"才是"知其所以然",只有达到"知其然知其所以然"的程度才可以说是把一个知识点运用自如。OK,下面说说我对这个问题的看法: 1)发挥多核CPU的优势 随着工业的进步,现在的笔记本、台式机乃至商用的应用服务器至少也都是双核的,4核、8核甚至16核的也都不少见,如果是单线程的程序,那么在双核CPU上就浪费了50%,在4核CPU上就浪费了75%。单核CPU上所谓的"多线程"那是假的多线程,同一时间处理器只会处理一段逻辑,只不过线程之间切换得比较快,看着像多个线程"同时"运行罢了。多核CPU上的多线程才是真正的多线程,它能让你的多段逻辑同时工作,多线程,可以真正发挥出多核CPU的优势来,达到充分利用CPU的目的。
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、多线程有什么用?
一个可能在很多人看来很扯淡的一个问题:我会用多线程就好了,还管它有什么用?在我
看来,这个回答更扯淡。所谓知其然知其所以然,会用只是知其然,为什么用才
是知其所以然,只有达到知其然知其所以然的程度才可以说是把一个知识点运用自如 。
,下面说说我对这个问题的看法:
)发挥多核 的优势
随着工业的进步,现在的笔记本、台式机乃至商用的应用服务器至少也都是双核的, 核、
核甚至 核的也都不少见,如果是单线程的程序,那么在双核 上就浪费了 ,在
核 上就浪费了 。单核 上所谓的多线程那是假的多线程,同一时间处理器
只会处理一段逻辑,只不过线程之间切换得比较快,看着像多个线程同时运行罢了。多
核 上的多线程才是真正的多线程,它能让你的多段逻辑同时工作,多线程,可以真正
发挥出多核 的优势来,达到充分利用 的目的。
)防止阻塞
从程序运行效率的角度来看,单核 不但不会发挥出多线程的优势,反而会因为在单核
上运行多线程导致线程上下文的切换,而降低程序整体的效率。但是单核 我们还
是要应用多线程,就是为了防止阻塞。试想,如果单核 使用单线程,那么只要这个线
程阻塞了,比方说远程读取某个数据吧,对端迟迟未返回又没有设置超时时间,那么你的
整个程序在数据返回回来之前就停止运行了。多线程可以防止这个问题,多条线程同时运
行,哪怕一条线程的代码执行读取数据阻塞,也不会影响其它任务的执行。
)便于建模
这是另外一个没有这么明显的优点了。假设有一个大的任务 ,单线程编程,那么就要考
虑很多,建立整个程序模型比较麻烦。但是如果把这个大的任务 分解成几个小任务,任
务 、任务 、任务 ,分别建立程序模型,并通过多线程分别运行这几个任务,那就简单
很多了。
、创建线程的方式
比较常见的一个问题了,一般就是两种:
)继承 类
)实现 接口
至于哪个好,不用说肯定是后者好,因为实现接口的方式比继承类的方式更灵活,也能减
少程序之间的耦合度,面向接口编程也是设计模式 大原则的核心。
其实还有第 种,点击这里了解更多。
、 !!"#方法和 "#方法的区别
只有调用了 !!"#方法,才会表现出多线程的特性,不同线程的 "#方法里面的代码交替
执行。如果只是调用 "#方法,那么代码还是同步执行的,必须等待一个线程的 "#方法
里面的代码全部执行完毕之后,另外一个线程才可以执行其 "#方法里面的代码。
、 接口和 接口的区别
有点深的问题了,也看出一个 $% 程序员学习知识的广度。
接口中的 "#方法的返回值是 %&',它做的事情只是纯粹地去执行 "#方法中的
代码而已; 接口中的 ("#方法是有返回值的,是一个泛型,和 )!、)! *
配合可以用来获取异步执行的结果。
这其实是很有用的一个特性,因为多线程相比单线程更难、更复杂的一个重要原因就是因
为多线程充满着未知性,某条线程是否执行了?某条线程执行了多久?某条线程执行的时
候我们期望的数据是否已经赋值完毕?无法得知,我们能做的只是等待这条多线程的任务
执行完毕而已。而 +)!,)! * 却可以获取多线程运行的结果,可以在等待
时间太长没获取到需要的数据的情况下取消该线程的任务,真的是非常有用。
、-('(' 和 &!&./!( 的区别
两个看上去有点像的类,都在 0%121(&(! 下,都可以用来表示代码运行到某个点上,
二者的区别在于:
)-('(' 的某个线程运行到某个点上之后,该线程即停止运行,直到所有的线程都
到达了这个点,所有线程才重新运行;&!&./!( 则不是,某线程运行到某个点上之
后,只是给某个数值3 而已,该线程继续运行。
)-('(' 只能唤起一个任务,&!&./!( 可以唤起多个任务。
#-('(' 可重用,&!&./!( 不可重用,计数值为 该 &!&./!( 就不可
再用了。
、%&2 关键字的作用
一个非常重要的问题,是每个学习、应用多线程的 $% 程序员都必须掌握的。理解 %&2
关键字的作用的前提是要理解 $% 内存模型,这里就不讲 $% 内存模型了,可以参见第
点,%&2 关键字的作用主要有两个:
)多线程主要围绕可见性和原子性两个特性而展开,使用 %&2 关键字修饰的变量,保
证了其在多线程之间的可见性,即每次读取到 %&2 变量,一定是最新的数据。
)代码底层执行不像我们看到的高级语言3333$% 程序这么简单,它的执行是 $% 代码334
字节码334根据字节码执行对应的 ,++代码334,++代码被编译成汇编语言334和硬件电路交
互,现实中,为了获取更好的性能 $56 可能会对指令进行重排序,多线程下可能会出现一
些意想不到的问题。使用 %&2 则会对禁止语义重排序,当然这也一定程度上降低了代码
执行效率。
从实践角度而言,%&2 的一个重要作用就是和 7 结合,保证了原子性,详细的可以参
见 0%121(&(!1!&8'( 包下的类,比如 !&8'(9!:,更多详情请点击这里进行学习。
、什么是线程安全
又是一个理论的问题,各式各样的答案有很多,我给出一个个人认为解释地最好的:如果
你的代码在多线程下执行和在单线程下执行永远都能获得一样的结果,那么你的代码就是
线程安全的。
这个问题有值得一提的地方,就是线程安全也是有几个级别的:
)不可变
像 7!':、9!:、/&: 这些,都是 ; 类型的类,任何一个线程都改变不了它们的值,
要改变除非新创建一个,因此这些不可变对象不需要任何同步手段就可以直接在多线程环
境下使用
)绝对线程安全
不管运行时环境如何,调用者都不需要额外的同步措施。要做到这一点通常需要付出许多
额外的代价,$% 中标注自己是线程安全的类,实际上绝大多数都不是线程安全的,不过
绝对线程安全的类,$% 中也有,比方说 &<-='!-/' !、&<-='!-7!
)相对线程安全
相对线程安全也就是我们通常意义上所说的线程安全,像 5(!& 这种,、8&% 方法
都是原子操作,不会被打断,但也仅限于此,如果有个线程在遍历某个 5(!&、有个线程
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