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  • java多线程

    万次阅读 2019-09-28 19:43:58
    多线程 实现多线程有三种方法,这里说两种 第一:继承Thread类 public class TestThread extends Thread{ /** * 1.通过继承Thread类来创建多线程 * 2.重写run方法,在run方法中执行子线程 * 3.主方法中创建对象...

    多线程

    实现多线程三种方法,这里说两种
    第一:继承Thread类
    public class TestThread extends Thread{
    
        /**
         * 1.通过继承Thread类来创建多线程
         * 2.重写run方法,在run方法中执行子线程
         * 3.主方法中创建对象,调用start()方法
         * 4.调用start()方法是将子线程交给CPU,什么时候执行,归CPU管
         * 5.调用start()后,程序继续向下执行,不管子线程是否执行完成
         *      相当于之前单线程时,程序从上向下依次执行,但,现在是
         *      在调用子方法后,变成两条线向下执行
         */
    
    
        private String str;
        //主方法
        public static void main(String[] args) {
    
            TestThread t1  = new TestThread("子线程1");
            TestThread t2  = new TestThread("子线程2");
            TestThread t3  = new TestThread("子线程3");
    
            t1.start();
            t2.start();
            t3.start();
    
            for (int i = 0;i < 20;i ++) {
                System.out.println("主线程");
            }
        }
    
        //构造器
        public TestThread(String str){
            this.str = str;
        }
    
        //重写run方法
        @Override
        public void run(){
    
            for (int i = 0;i <  20;i ++){
                System.out.println(str);
            }
        }
    
    }
    
    第二:实现Runnable接口,推荐使用这种方法
    public class TestThread implements Runnable{
    
        /**
         * 通过实现接口来实现多线程
         *
         */
        
        private String str;
        //主方法
        public static void main(String[] args) {
    
            TestThread t1  = new TestThread("子线程1");
            TestThread t2  = new TestThread("子线程2");
            TestThread t3  = new TestThread("子线程3");
    
            //在这里需要创建Thread的对象,将继承Runnable接口的类的对象丢进去,
            // 然后调用start()方法
            new Thread(t1).start();
            new Thread(t2).start();
            new Thread(t3).start();
    
            for (int i = 0;i < 20;i ++) {
                System.out.println("主线程");
            }
        }
    
        //构造器
        public TestThread(String str){
            this.str = str;
        }
    
        //重写run方法
        @Override
        public void run(){
    
            for (int i = 0;i <  20;i ++){
                System.out.println(str);
            }
        }
    
    }
    
    推荐使用Runnable接口,做到多个线程共享一份资源
    public class TestThread implements Runnable{
    
        /**
         * 通过实现接口来实现多线程
         *
         */
    
        private int str = 99;
        //主方法
        public static void main(String[] args) {
    
            TestThread t  = new TestThread();
    
            new Thread(t,"线程1").start();
            new Thread(t,"线程2").start();
            new Thread(t,"线程3").start();
        }
    
    
        //重写run方法
        @Override
        public void run(){
            
            while(str > 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + str--);
            }
            
        }
    
    }
    
    
    线程的状态
    • 新生状态:指的是:Thread t = new Thread(); 这个状态,拥有了自己的工作空间
    • 就绪状态:指的是:t.start(); 这个状态,
      • 就绪状态可以由新生状态进入
      • 由阻塞事件解除,也会到就绪状态
      • 运行中通过yield()方法让出CPU,进入就绪状态
      • JVM通过算法切换线程,让当前线程进入就绪状态
    • 运行状态:指的是:被CPU调用的这个状态
    • 阻塞状态:指的是:线程因各种原因进入阻塞状态的状态
      • sleep(),join(),wait()方法都会阻塞线程
      • IO流会阻塞线程
    • 死亡状态:线程执行完毕,或退出。
    线程终止
    • 不建议使用stop方法,存在各种问题
    • 可以在外部新建一个布尔型值,在run()方法内部检测这个值,如果为false,跳出
    • 在类里新建一个方法控制这个值,以达到控制线程的目的
    线程的睡眠
    • 线程睡眠(sleep)指的是线程占用资源却不用,睡眠结束后重新进入就绪状态
    • 而wait方法则是不占用资源
    yield()方法,礼让线程
    • 在线程中Thread.yield();即可调用方法
    • 该方法是将进程重新变回就绪状态,重新共同竞争CPU资源
    join()阻塞线程
    • 调用方法:在线程中通过Thread对象调用:new Thread().join(传参表示多少
      毫秒后,CPU不在管你,重新调度);
    • 指的是在线程中阻塞当前线程,等其他线程执行完毕,或传参时间到了,再回CPU重新调度
    Thread.State线程状态
    • NEW:新生状态
    • RUUNABLE:就绪和运行状态
    • BLOCKED:执行wait()方法后的状态
    • WAITING:执行sleep()方法后的状态
    • TIMED_WAITING:执行join()方法后的状态
    • TERMINATED:死亡状态
    • Thread t = new Thread();
      State s = t.getState();
      s为线程状态
      通过Thread.State.TERMINATED可获得线程死亡状态的状态与线程当前状态对比
      Thread.State.TERMINATED == s;
    线程优先级
    • NORM_PRIORITY:默认优先级,为5
    • MAX_PRIORITY:最大优先级,为10
    • MIN_PRIORITY:最小优先级,为1
    • Thread t = new Thread();
      t.setPriority(可以为数字);
      设置线程优先级,数字越大,概率越高
      t.getPriority():获得线程优先级
    守护线程
    • 线程分为两大类:用户线程和守护线程
    • 一般建立的默认线程为用户线程
    • 虚拟机等待用户线程执行完毕才停止,但是不会等待守护线程
    • 守护线程为用户线程服务
    Thread t = new Thread();
    t.setDaemon(true);	//将用户线程调整为守护线程
    t.start();
    
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  • Java多线程

    万次阅读 2018-08-25 14:12:06
    Java多线程 线程代表独立的执行空间。 Thread是java中用来表示线程的类。要建立线程就得创建Thread。 JAVA多线程实现方式主要有三种:继承Thread类、实现Runnable接口、使用ExecutorService、Callable、Future实现...
    Java多线程
    
    线程代表独立的执行空间。
    Thread是java中用来表示线程的类。要建立线程就得创建Thread。
    JAVA多线程实现方式主要有三种:继承Thread类、实现Runnable接口、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程。其中前两种方式线程执行完后都没有返回值,只有最后一种是带返回值的。
    1、继承Thread类实现多线程
    
    /**
     * 
     * @author JMZHANG
     *两种实现多线程的方法
     *第一种
     *1.继承java.lang.Thread类
     *2.重写run方法
     */
    public class ThreadTest02 {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		
    		//父类的方法指向子类的对象
    		Thread t1=new MyThread();
    		
    		t1.start();
    		for(int i=1;i<10;i++){
    			System.out.println("main*******"+i);
    		}
    	}
    }
    class MyThread extends Thread{
    	//重写run方法
    	public void run(){
    		for(int i=1;i<50;i++){
    			System.out.println("------"+i);
    		}
    	}
    }
    2、实现Runnable接口方式实现多线程
    如果自己的类已经extends另一个类,就无法直接extends Thread,此时,必须实现一个Runnable接口
    /**
     * 
     * @author JMZHANG
     *
     *第二种创建线程的方法
     *1.实现接口java.lang.Runnable
     *2.实现run方法
     *推荐使用第二种方法
     *
     *因为单继承 所以通过接口方式实现多线程保留了继承权
     *
     *产生就绪运行消亡阻塞
     */
    public class ThreadTest03 {
    
    	public static void main(String[] args) {
    
    		//start方法属于Thread类
    		Thread01 t1=new Thread01();
    		Thread t =new Thread(t1);
    		t.start();
    		for(int i=1;i<10;i++){
    			System.out.println("main*******"+i);
    		}
    	}
    }
    class Thread01 implements Runnable{
    	public void run(){
    		for(int i=1;i<50;i++){
    			System.out.println("------"+i);
    		}
    	}
    }
    
    因为thread本身就是实现runnable接口的,所以我们也可以这样启动线程
    
    1、建立Runnable对象(线程的任务)
    Runnable runnable=new Runnable()
    
    2、建立Thread对象(工人)并赋值Runnable(任务)
    
    Thread thread=new Thread(runnable);
    
    3、启动Thread
    
    thread.start();
    
    首先我们写一个简单的程序实现runnable接口来建立给thread运行的任务
    
    //Runnable 是java.lang包下的,不需要import
    public class MyRunnable implements Runnable{
    	//只有这一个方法需要实现,把要运行的程序放在这里
    	public void run() {
    		go();
    	}
    	
    	public void go() {
    		doMore();
    	}
    
    	public void doMore() {
    		System.out.println("top o' the stack");
    	}
    }
    
    
    public class ThreadTester {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		
    		Runnable runnable = new MyRunnable();
    		//将runnable的实例传给thread的构造函数
    		Thread myThread=new Thread(runnable);
    		//要调用start()方法才能让线程开始执行
    		//在此之前它只是个thread的实例,并不是真正的线程
    		myThread.start();
    		System.out.println("back in main");
    	}
    }
    
    
    多次运行本程序你会发现输出会有不同,有时候主线程会先结束,有时候新建线程会先结束。
    我们再看下下面的代码:
    public class TestSync implements Runnable{
    
    	private int num;
    	public void run() {
    		for(int i=0;i<100;i++){
    			increment();
    			System.out.println("num is :"+num);
    		}
    	}
    	public void increment() {
    		int i=num;
    		num =i+1;
    	}
    }
    
    
    public class TestSyncTest {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		TestSync job=new TestSync();
    		Thread a=new Thread(job);
    		Thread b=new Thread(job);
    		a.start();
    		b.start();
    	}
    }
    运行程序后你会发现输出的数字不是连续的。这是因为a,b两个线程的工作顺序是随机的,可能a刚执行完int i=num;就换成b运行了。
    解决方法:
    加上synchronized关键字:
    
    public synchronized void increment() {
    		int i=num;
    		num =i+1;
    	}
    
    
    下面给大家介绍一下线程的常用方法:
    
    /**
     * 
     * 线程的常用方法
     * @author JMZHANG
     *
     */
    public class ThreadTest04 {
    
    	public static void main(String[] args) throws Exception {
    		
    		Thread tt = new Thread(new Thread02());
    		//获取当前线程 (静态方法)
    		Thread t1=tt.currentThread();
    		
    		//线程命名
    		t1.setName("主线程");
    		//线程t1休息1ms
    		t1.sleep(1);
    		System.out.println(t1.getName());
    		System.out.println(tt.getName());
    	}
    }
    class Thread02 implements Runnable{
    
    	public void run() {
    		Thread t2=Thread.currentThread();
    		t2.setName("2线程");
    	}
    }
    
    
    
    /**
     * 
     * 
     * @author JMZHANG
     *线程的优先级1-10 10最高(概率高!!!!)
     *默认为5
     *MIN_priority
     */
    public class ThreadTest05 {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		System.out.println(Thread.MAX_PRIORITY);
    		System.out.println(Thread.MIN_PRIORITY);
    		System.out.println(Thread.NORM_PRIORITY);
    		
    		Thread t1 =Thread.currentThread();
    		//得到线程优先级
    		System.out.println(t1.getPriority());
    		
    		t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
    		
    
    	}
    
    }
    
    
    

     

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  • Java多线程学习(吐血超详细总结)

    万次阅读 多人点赞 2015-03-14 13:13:17
    本文主要讲了java多线程的使用方法、线程同步、线程数据传递、线程状态及相应的一些线程函数用法、概述等。

             林炳文Evankaka原创作品。转载请注明出处http://blog.csdn.net/evankaka

            写在前面的话:此文只能说是java多线程的一个入门,其实Java里头线程完全可以写一本书了,但是如果最基本的你都学掌握好,又怎么能更上一个台阶呢?如果你觉得此文很简单,那推荐你看看Java并发包的的线程池(Java并发编程与技术内幕:线程池深入理解),或者看这个专栏:Java并发编程与技术内幕。你将会对Java里头的高并发场景下的线程有更加深刻的理解。

    目录(?)[-]

    1. 一扩展javalangThread类
    2. 二实现javalangRunnable接口
    3. 三Thread和Runnable的区别
    4. 四线程状态转换
    5. 五线程调度
    6. 六常用函数说明
      1. 使用方式
      2. 为什么要用join方法
    7. 七常见线程名词解释
    8. 八线程同步
    9. 九线程数据传递

            本文主要讲了java中多线程的使用方法、线程同步、线程数据传递、线程状态及相应的一些线程函数用法、概述等。在这之前,首先让我们来了解下在操作系统中进程和线程的区别:

      进程:每个进程都有独立的代码和数据空间(进程上下文),进程间的切换会有较大的开销,一个进程包含1--n个线程。(进程是资源分配的最小单位)

      线程:同一类线程共享代码和数据空间,每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC),线程切换开销小。(线程是cpu调度的最小单位)

      线程和进程一样分为五个阶段:创建、就绪、运行、阻塞、终止。

      多进程是指操作系统能同时运行多个任务(程序)。

      多线程是指在同一程序中有多个顺序流在执行。

    java中要想实现多线程,有两种手段,一种是继续Thread类,另外一种是实现Runable接口.(其实准确来讲,应该有三种,还有一种是实现Callable接口,并与Future、线程池结合使用,此文这里不讲这个,有兴趣看这里Java并发编程与技术内幕:Callable、Future、FutureTask、CompletionService )

    一、扩展java.lang.Thread类

    这里继承Thread类的方法是比较常用的一种,如果说你只是想起一条线程。没有什么其它特殊的要求,那么可以使用Thread.(笔者推荐使用Runable,后头会说明为什么)。下面来看一个简单的实例

    package com.multithread.learning;
    /**
     *@functon 多线程学习
     *@author 林炳文
     *@time 2015.3.9
     */
    class Thread1 extends Thread{
    	private String name;
        public Thread1(String name) {
           this.name=name;
        }
    	public void run() {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                System.out.println(name + "运行  :  " + i);
                try {
                    sleep((int) Math.random() * 10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
           
    	}
    }
    public class Main {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		Thread1 mTh1=new Thread1("A");
    		Thread1 mTh2=new Thread1("B");
    		mTh1.start();
    		mTh2.start();
    
    	}
    
    }
    
    输出:

    A运行  :  0
    B运行  :  0
    A运行  :  1
    A运行  :  2
    A运行  :  3
    A运行  :  4
    B运行  :  1
    B运行  :  2
    B运行  :  3
    B运行  :  4

    再运行一下:

    A运行  :  0
    B运行  :  0
    B运行  :  1
    B运行  :  2
    B运行  :  3
    B运行  :  4
    A运行  :  1
    A运行  :  2
    A运行  :  3
    A运行  :  4
    说明:
    程序启动运行main时候,java虚拟机启动一个进程,主线程main在main()调用时候被创建。随着调用MitiSay的两个对象的start方法,另外两个线程也启动了,这样,整个应用就在多线程下运行。
     
    注意:start()方法的调用后并不是立即执行多线程代码,而是使得该线程变为可运行态(Runnable),什么时候运行是由操作系统决定的。
    从程序运行的结果可以发现,多线程程序是乱序执行。因此,只有乱序执行的代码才有必要设计为多线程。
    Thread.sleep()方法调用目的是不让当前线程独自霸占该进程所获取的CPU资源,以留出一定时间给其他线程执行的机会。
    实际上所有的多线程代码执行顺序都是不确定的,每次执行的结果都是随机的。

    但是start方法重复调用的话,会出现java.lang.IllegalThreadStateException异常。

    		Thread1 mTh1=new Thread1("A");
    		Thread1 mTh2=mTh1;
    		mTh1.start();
    		mTh2.start();

    输出:

    Exception in thread "main" java.lang.IllegalThreadStateException
        at java.lang.Thread.start(Unknown Source)
        at com.multithread.learning.Main.main(Main.java:31)

    A运行  :  0
    A运行  :  1
    A运行  :  2
    A运行  :  3
    A运行  :  4

    二、实现java.lang.Runnable接口

    采用Runnable也是非常常见的一种,我们只需要重写run方法即可。下面也来看个实例。

    /**
     *@functon 多线程学习
     *@author 林炳文
     *@time 2015.3.9
     */
    package com.multithread.runnable;
    class Thread2 implements Runnable{
    	private String name;
    
    	public Thread2(String name) {
    		this.name=name;
    	}
    
    	@Override
    	public void run() {
    		  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    	            System.out.println(name + "运行  :  " + i);
    	            try {
    	            	Thread.sleep((int) Math.random() * 10);
    	            } catch (InterruptedException e) {
    	                e.printStackTrace();
    	            }
    	        }
    		
    	}
    	
    }
    public class Main {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		new Thread(new Thread2("C")).start();
    		new Thread(new Thread2("D")).start();
    	}
    
    }
    
    输出:

    C运行  :  0
    D运行  :  0
    D运行  :  1
    C运行  :  1
    D运行  :  2
    C运行  :  2
    D运行  :  3
    C运行  :  3
    D运行  :  4
    C运行  :  4

    说明:
    Thread2类通过实现Runnable接口,使得该类有了多线程类的特征。run()方法是多线程程序的一个约定。所有的多线程代码都在run方法里面。Thread类实际上也是实现了Runnable接口的类。
    在启动的多线程的时候,需要先通过Thread类的构造方法Thread(Runnable target) 构造出对象,然后调用Thread对象的start()方法来运行多线程代码。
    实际上所有的多线程代码都是通过运行Thread的start()方法来运行的。因此,不管是扩展Thread类还是实现Runnable接口来实现多线程,最终还是通过Thread的对象的API来控制线程的,熟悉Thread类的API是进行多线程编程的基础。

    三、Thread和Runnable的区别

    如果一个类继承Thread,则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话,则很容易的实现资源共享。

    总结:

    实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势:

    1):适合多个相同的程序代码的线程去处理同一个资源

    2):可以避免java中的单继承的限制

    3):增加程序的健壮性,代码可以被多个线程共享,代码和数据独立

    4):线程池只能放入实现Runable或callable类线程,不能直接放入继承Thread的类


    提醒一下大家:main方法其实也是一个线程。在java中所以的线程都是同时启动的,至于什么时候,哪个先执行,完全看谁先得到CPU的资源。

    java中,每次程序运行至少启动2个线程。一个是main线程,一个是垃圾收集线程。因为每当使用java命令执行一个类的时候,实际上都会启动一个JVM,每一个jVM实习在就是在操作系统中启动了一个进程。

    四、线程状态转换

    下面的这个图非常重要!你如果看懂了这个图,那么对于多线程的理解将会更加深刻!


    1、新建状态(New):新创建了一个线程对象。
    2、就绪状态(Runnable):线程对象创建后,其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中,变得可运行,等待获取CPU的使用权。
    3、运行状态(Running):就绪状态的线程获取了CPU,执行程序代码。
    4、阻塞状态(Blocked):阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权,暂时停止运行。直到线程进入就绪状态,才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种:
    (一)、等待阻塞:运行的线程执行wait()方法,JVM会把该线程放入等待池中。(wait会释放持有的锁)
    (二)、同步阻塞:运行的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,则JVM会把该线程放入锁池中。
    (三)、其他阻塞:运行的线程执行sleep()或join()方法,或者发出了I/O请求时,JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。(注意,sleep是不会释放持有的锁)
    5、死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期。

    五、线程调度

    线程的调度

    1、调整线程优先级:Java线程有优先级,优先级高的线程会获得较多的运行机会。
     
    Java线程的优先级用整数表示,取值范围是1~10,Thread类有以下三个静态常量:
    static int MAX_PRIORITY
              线程可以具有的最高优先级,取值为10。
    static int MIN_PRIORITY
              线程可以具有的最低优先级,取值为1。
    static int NORM_PRIORITY
              分配给线程的默认优先级,取值为5。

    Thread类的setPriority()和getPriority()方法分别用来设置和获取线程的优先级。
     每个线程都有默认的优先级。主线程的默认优先级为Thread.NORM_PRIORITY。
    线程的优先级有继承关系,比如A线程中创建了B线程,那么B将和A具有相同的优先级。
    JVM提供了10个线程优先级,但与常见的操作系统都不能很好的映射。如果希望程序能移植到各个操作系统中,应该仅仅使用Thread类有以下三个静态常量作为优先级,这样能保证同样的优先级采用了同样的调度方式。
     
    2、线程睡眠:Thread.sleep(long millis)方法,使线程转到阻塞状态。millis参数设定睡眠的时间,以毫秒为单位。当睡眠结束后,就转为就绪(Runnable)状态。sleep()平台移植性好。
     
    3、线程等待:Object类中的wait()方法,导致当前的线程等待,直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 唤醒方法。这个两个唤醒方法也是Object类中的方法,行为等价于调用 wait(0) 一样。
     
    4、线程让步:Thread.yield() 方法,暂停当前正在执行的线程对象,把执行机会让给相同或者更高优先级的线程。
     
    5、线程加入:join()方法,等待其他线程终止。在当前线程中调用另一个线程的join()方法,则当前线程转入阻塞状态,直到另一个进程运行结束,当前线程再由阻塞转为就绪状态。
     
    6、线程唤醒:Object类中的notify()方法,唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。如果所有线程都在此对象上等待,则会选择唤醒其中一个线程。选择是任意性的,并在对实现做出决定时发生。线程通过调用其中一个 wait 方法,在对象的监视器上等待。 直到当前的线程放弃此对象上的锁定,才能继续执行被唤醒的线程。被唤醒的线程将以常规方式与在该对象上主动同步的其他所有线程进行竞争;例如,唤醒的线程在作为锁定此对象的下一个线程方面没有可靠的特权或劣势。类似的方法还有一个notifyAll(),唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
     注意:Thread中suspend()和resume()两个方法在JDK1.5中已经废除,不再介绍。因为有死锁倾向。

    六、常用函数说明

    ①sleep(long millis): 在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠(暂停执行)

    ②join():指等待t线程终止。

    使用方式。

    join是Thread类的一个方法,启动线程后直接调用,即join()的作用是:“等待该线程终止”,这里需要理解的就是该线程是指的主线程等待子线程的终止。也就是在子线程调用了join()方法后面的代码,只有等到子线程结束了才能执行。

    Thread t = new AThread(); t.start(); t.join();

    为什么要用join()方法

    在很多情况下,主线程生成并起动了子线程,如果子线程里要进行大量的耗时的运算,主线程往往将于子线程之前结束,但是如果主线程处理完其他的事务后,需要用到子线程的处理结果,也就是主线程需要等待子线程执行完成之后再结束,这个时候就要用到join()方法了。

    不加join。
    /**
     *@functon 多线程学习,join
     *@author 林炳文
     *@time 2015.3.9
     */
    package com.multithread.join;
    class Thread1 extends Thread{
    	private String name;
        public Thread1(String name) {
        	super(name);
           this.name=name;
        }
    	public void run() {
    		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 线程运行开始!");
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                System.out.println("子线程"+name + "运行 : " + i);
                try {
                    sleep((int) Math.random() * 10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 线程运行结束!");
    	}
    }
    
    public class Main {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"主线程运行开始!");
    		Thread1 mTh1=new Thread1("A");
    		Thread1 mTh2=new Thread1("B");
    		mTh1.start();
    		mTh2.start();
    		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "主线程运行结束!");
    
    	}
    
    }
    
    
    
    
    输出结果:
    main主线程运行开始!
    main主线程运行结束!
    B 线程运行开始!
    子线程B运行 : 0
    A 线程运行开始!
    子线程A运行 : 0
    子线程B运行 : 1
    子线程A运行 : 1
    子线程A运行 : 2
    子线程A运行 : 3
    子线程A运行 : 4
    A 线程运行结束!
    子线程B运行 : 2
    子线程B运行 : 3
    子线程B运行 : 4
    B 线程运行结束!
    发现主线程比子线程早结束

    加join
    public class Main {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"主线程运行开始!");
    		Thread1 mTh1=new Thread1("A");
    		Thread1 mTh2=new Thread1("B");
    		mTh1.start();
    		mTh2.start();
    		try {
    			mTh1.join();
    		} catch (InterruptedException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    		try {
    			mTh2.join();
    		} catch (InterruptedException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "主线程运行结束!");
    
    	}
    
    }

    运行结果:
    main主线程运行开始!
    A 线程运行开始!
    子线程A运行 : 0
    B 线程运行开始!
    子线程B运行 : 0
    子线程A运行 : 1
    子线程B运行 : 1
    子线程A运行 : 2
    子线程B运行 : 2
    子线程A运行 : 3
    子线程B运行 : 3
    子线程A运行 : 4
    子线程B运行 : 4
    A 线程运行结束!
    主线程一定会等子线程都结束了才结束

    ③yield():暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程。
            Thread.yield()方法作用是:暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程。
             yield()应该做的是让当前运行线程回到可运行状态,以允许具有相同优先级的其他线程获得运行机会。因此,使用yield()的目的是让相同优先级的线程之间能适当的轮转执行。但是,实际中无法保证yield()达到让步目的,因为让步的线程还有可能被线程调度程序再次选中。
     
    结论:yield()从未导致线程转到等待/睡眠/阻塞状态。在大多数情况下,yield()将导致线程从运行状态转到可运行状态,但有可能没有效果。可看上面的图。
    /**
     *@functon 多线程学习 yield
     *@author 林炳文
     *@time 2015.3.9
     */
    package com.multithread.yield;
    class ThreadYield extends Thread{
        public ThreadYield(String name) {
            super(name);
        }
     
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 1; i <= 50; i++) {
                System.out.println("" + this.getName() + "-----" + i);
                // 当i为30时,该线程就会把CPU时间让掉,让其他或者自己的线程执行(也就是谁先抢到谁执行)
                if (i ==30) {
                    this.yield();
                }
            }
    	
    }
    }
    
    public class Main {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		
    		ThreadYield yt1 = new ThreadYield("张三");
        	ThreadYield yt2 = new ThreadYield("李四");
            yt1.start();
            yt2.start();
    	}
    
    }
    

    运行结果:

    第一种情况:李四(线程)当执行到30时会CPU时间让掉,这时张三(线程)抢到CPU时间并执行。

    第二种情况:李四(线程)当执行到30时会CPU时间让掉,这时李四(线程)抢到CPU时间并执行。

    sleep()和yield()的区别
            sleep()和yield()的区别):sleep()使当前线程进入停滞状态,所以执行sleep()的线程在指定的时间内肯定不会被执行;yield()只是使当前线程重新回到可执行状态,所以执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行。
            sleep 方法使当前运行中的线程睡眼一段时间,进入不可运行状态,这段时间的长短是由程序设定的,yield 方法使当前线程让出 CPU 占有权,但让出的时间是不可设定的。实际上,yield()方法对应了如下操作:先检测当前是否有相同优先级的线程处于同可运行状态,如有,则把 CPU  的占有权交给此线程,否则,继续运行原来的线程。所以yield()方法称为“退让”,它把运行机会让给了同等优先级的其他线程
           另外,sleep 方法允许较低优先级的线程获得运行机会,但 yield()  方法执行时,当前线程仍处在可运行状态,所以,不可能让出较低优先级的线程些时获得 CPU 占有权。在一个运行系统中,如果较高优先级的线程没有调用 sleep 方法,又没有受到 I\O 阻塞,那么,较低优先级线程只能等待所有较高优先级的线程运行结束,才有机会运行。

    ④setPriority(): 更改线程的优先级。

        MIN_PRIORITY = 1
           NORM_PRIORITY = 5
               MAX_PRIORITY = 10

    用法:
    Thread4 t1 = new Thread4("t1");
    Thread4 t2 = new Thread4("t2");
    t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
    t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);

    ⑤interrupt():不要以为它是中断某个线程!它只是线线程发送一个中断信号,让线程在无限等待时(如死锁时)能抛出抛出,从而结束线程,但是如果你吃掉了这个异常,那么这个线程还是不会中断的!

    ⑥wait()

    Obj.wait(),与Obj.notify()必须要与synchronized(Obj)一起使用,也就是wait,与notify是针对已经获取了Obj锁进行操作,从语法角度来说就是Obj.wait(),Obj.notify必须在synchronized(Obj){...}语句块内。从功能上来说wait就是说线程在获取对象锁后,主动释放对象锁,同时本线程休眠。直到有其它线程调用对象的notify()唤醒该线程,才能继续获取对象锁,并继续执行。相应的notify()就是对对象锁的唤醒操作。但有一点需要注意的是notify()调用后,并不是马上就释放对象锁的,而是在相应的synchronized(){}语句块执行结束,自动释放锁后,JVM会在wait()对象锁的线程中随机选取一线程,赋予其对象锁,唤醒线程,继续执行。这样就提供了在线程间同步、唤醒的操作。Thread.sleep()与Object.wait()二者都可以暂停当前线程,释放CPU控制权,主要的区别在于Object.wait()在释放CPU同时,释放了对象锁的控制。

        单单在概念上理解清楚了还不够,需要在实际的例子中进行测试才能更好的理解。对Object.wait(),Object.notify()的应用最经典的例子,应该是三线程打印ABC的问题了吧,这是一道比较经典的面试题,题目要求如下:

        建立三个线程,A线程打印10次A,B线程打印10次B,C线程打印10次C,要求线程同时运行,交替打印10次ABC。这个问题用Object的wait(),notify()就可以很方便的解决。代码如下:

    /**
     * wait用法
     * @author DreamSea 
     * @time 2015.3.9 
     */
    package com.multithread.wait;
    public class MyThreadPrinter2 implements Runnable {   
    	  
        private String name;   
        private Object prev;   
        private Object self;   
      
        private MyThreadPrinter2(String name, Object prev, Object self) {   
            this.name = name;   
            this.prev = prev;   
            this.self = self;   
        }   
      
        @Override  
        public void run() {   
            int count = 10;   
            while (count > 0) {   
                synchronized (prev) {   
                    synchronized (self) {   
                        System.out.print(name);   
                        count--;  
                        
                        self.notify();   
                    }   
                    try {   
                        prev.wait();   
                    } catch (InterruptedException e) {   
                        e.printStackTrace();   
                    }   
                }   
      
            }   
        }   
      
        public static void main(String[] args) throws Exception {   
            Object a = new Object();   
            Object b = new Object();   
            Object c = new Object();   
            MyThreadPrinter2 pa = new MyThreadPrinter2("A", c, a);   
            MyThreadPrinter2 pb = new MyThreadPrinter2("B", a, b);   
            MyThreadPrinter2 pc = new MyThreadPrinter2("C", b, c);   
               
               
            new Thread(pa).start();
            Thread.sleep(100);  //确保按顺序A、B、C执行
            new Thread(pb).start();
            Thread.sleep(100);  
            new Thread(pc).start();   
            Thread.sleep(100);  
            }   
    }  
    
    

    输出结果:

    ABCABCABCABCABCABCABCABCABCABC

         先来解释一下其整体思路,从大的方向上来讲,该问题为三线程间的同步唤醒操作,主要的目的就是ThreadA->ThreadB->ThreadC->ThreadA循环执行三个线程。为了控制线程执行的顺序,那么就必须要确定唤醒、等待的顺序,所以每一个线程必须同时持有两个对象锁,才能继续执行。一个对象锁是prev,就是前一个线程所持有的对象锁。还有一个就是自身对象锁。主要的思想就是,为了控制执行的顺序,必须要先持有prev锁,也就前一个线程要释放自身对象锁,再去申请自身对象锁,两者兼备时打印,之后首先调用self.notify()释放自身对象锁,唤醒下一个等待线程,再调用prev.wait()释放prev对象锁,终止当前线程,等待循环结束后再次被唤醒。运行上述代码,可以发现三个线程循环打印ABC,共10次。程序运行的主要过程就是A线程最先运行,持有C,A对象锁,后释放A,C锁,唤醒B。线程B等待A锁,再申请B锁,后打印B,再释放B,A锁,唤醒C,线程C等待B锁,再申请C锁,后打印C,再释放C,B锁,唤醒A。看起来似乎没什么问题,但如果你仔细想一下,就会发现有问题,就是初始条件,三个线程按照A,B,C的顺序来启动,按照前面的思考,A唤醒B,B唤醒C,C再唤醒A。但是这种假设依赖于JVM中线程调度、执行的顺序。
        wait和sleep区别
    共同点:

    1. 他们都是在多线程的环境下,都可以在程序的调用处阻塞指定的毫秒数,并返回。
    2. wait()和sleep()都可以通过interrupt()方法 打断线程的暂停状态 ,从而使线程立刻抛出InterruptedException。
       如果线程A希望立即结束线程B,则可以对线程B对应的Thread实例调用interrupt方法。如果此刻线程B正在wait/sleep /join,则线程B会立刻抛出InterruptedException,在catch() {} 中直接return即可安全地结束线程。
       需要注意的是,InterruptedException是线程自己从内部抛出的,并不是interrupt()方法抛出的。对某一线程调用 interrupt()时,如果该线程正在执行普通的代码,那么该线程根本就不会抛出InterruptedException。但是,一旦该线程进入到 wait()/sleep()/join()后,就会立刻抛出InterruptedException 。
    不同点:
    1. Thread类的方法:sleep(),yield()等
       Object的方法:wait()和notify()等
    2. 每个对象都有一个锁来控制同步访问。Synchronized关键字可以和对象的锁交互,来实现线程的同步。
       sleep方法没有释放锁,而wait方法释放了锁,使得其他线程可以使用同步控制块或者方法。
    3. wait,notify和notifyAll只能在同步控制方法或者同步控制块里面使用,而sleep可以在任何地方使用
    所以sleep()和wait()方法的最大区别是:
        sleep()睡眠时,保持对象锁,仍然占有该锁;
        而wait()睡眠时,释放对象锁。
      但是wait()和sleep()都可以通过interrupt()方法打断线程的暂停状态,从而使线程立刻抛出InterruptedException(但不建议使用该方法)。

    sleep()方法
    sleep()使当前线程进入停滞状态(阻塞当前线程),让出CUP的使用、目的是不让当前线程独自霸占该进程所获的CPU资源,以留一定时间给其他线程执行的机会;
       sleep()是Thread类的Static(静态)的方法;因此他不能改变对象的机锁,所以当在一个Synchronized块中调用Sleep()方法是,线程虽然休眠了,但是对象的机锁并木有被释放,其他线程无法访问这个对象(即使睡着也持有对象锁)。
      在sleep()休眠时间期满后,该线程不一定会立即执行,这是因为其它线程可能正在运行而且没有被调度为放弃执行,除非此线程具有更高的优先级。
    wait()方法
    wait()方法是Object类里的方法;当一个线程执行到wait()方法时,它就进入到一个和该对象相关的等待池中,同时失去(释放)了对象的机锁(暂时失去机锁,wait(long timeout)超时时间到后还需要返还对象锁);其他线程可以访问;
      wait()使用notify或者notifyAlll或者指定睡眠时间来唤醒当前等待池中的线程。
      wiat()必须放在synchronized block中,否则会在program runtime时扔出”java.lang.IllegalMonitorStateException“异常。

    七、常见线程名词解释

    主线程:JVM调用程序main()所产生的线程。
    当前线程:这个是容易混淆的概念。一般指通过Thread.currentThread()来获取的进程。
    后台线程:指为其他线程提供服务的线程,也称为守护线程。JVM的垃圾回收线程就是一个后台线程。用户线程和守护线程的区别在于,是否等待主线程依赖于主线程结束而结束
    前台线程:是指接受后台线程服务的线程,其实前台后台线程是联系在一起,就像傀儡和幕后操纵者一样的关系。傀儡是前台线程、幕后操纵者是后台线程。由前台线程创建的线程默认也是前台线程。可以通过isDaemon()和setDaemon()方法来判断和设置一个线程是否为后台线程。
    线程类的一些常用方法: 

      sleep(): 强迫一个线程睡眠N毫秒。 
      isAlive(): 判断一个线程是否存活。 
      join(): 等待线程终止。 
      activeCount(): 程序中活跃的线程数。 
      enumerate(): 枚举程序中的线程。 
        currentThread(): 得到当前线程。 
      isDaemon(): 一个线程是否为守护线程。 
      setDaemon(): 设置一个线程为守护线程。(用户线程和守护线程的区别在于,是否等待主线程依赖于主线程结束而结束) 
      setName(): 为线程设置一个名称。 
      wait(): 强迫一个线程等待。 
      notify(): 通知一个线程继续运行。 
      setPriority(): 设置一个线程的优先级。

    八、线程同步

    1、synchronized关键字的作用域有二种:
    1)是某个对象实例内,synchronized aMethod(){}可以防止多个线程同时访问这个对象的synchronized方法(如果一个对象有多个synchronized方法,只要一个线程访问了其中的一个synchronized方法,其它线程不能同时访问这个对象中任何一个synchronized方法)。这时,不同的对象实例的synchronized方法是不相干扰的。也就是说,其它线程照样可以同时访问相同类的另一个对象实例中的synchronized方法;
    2)是某个类的范围,synchronized static aStaticMethod{}防止多个线程同时访问这个类中的synchronized static 方法。它可以对类的所有对象实例起作用。

    2、除了方法前用synchronized关键字,synchronized关键字还可以用于方法中的某个区块中,表示只对这个区块的资源实行互斥访问。用法是: synchronized(this){/*区块*/},它的作用域是当前对象;

    3、synchronized关键字是不能继承的,也就是说,基类的方法synchronized f(){} 在继承类中并不自动是synchronized f(){},而是变成了f(){}。继承类需要你显式的指定它的某个方法为synchronized方法;

    Java对多线程的支持与同步机制深受大家的喜爱,似乎看起来使用了synchronized关键字就可以轻松地解决多线程共享数据同步问题。到底如何?――还得对synchronized关键字的作用进行深入了解才可定论。

    总的说来,synchronized关键字可以作为函数的修饰符,也可作为函数内的语句,也就是平时说的同步方法和同步语句块。如果再细的分类,synchronized可作用于instance变量、object reference(对象引用)、static函数和class literals(类名称字面常量)身上。

    在进一步阐述之前,我们需要明确几点:

    A.无论synchronized关键字加在方法上还是对象上,它取得的锁都是对象,而不是把一段代码或函数当作锁――而且同步方法很可能还会被其他线程的对象访问。

    B.每个对象只有一个锁(lock)与之相关联。

    C.实现同步是要很大的系统开销作为代价的,甚至可能造成死锁,所以尽量避免无谓的同步控制。

    接着来讨论synchronized用到不同地方对代码产生的影响:

    假设P1、P2是同一个类的不同对象,这个类中定义了以下几种情况的同步块或同步方法,P1、P2就都可以调用它们。

    1.  把synchronized当作函数修饰符时,示例代码如下:

    Public synchronized void methodAAA()
    {
    //….
    }

    这也就是同步方法,那这时synchronized锁定的是哪个对象呢?它锁定的是调用这个同步方法对象。也就是说,当一个对象P1在不同的线程中执行这个同步方法时,它们之间会形成互斥,达到同步的效果。但是这个对象所属的Class所产生的另一对象P2却可以任意调用这个被加了synchronized关键字的方法。

    上边的示例代码等同于如下代码:

    public void methodAAA()
    {
    synchronized (this)      //  (1)
    {
           //…..
    }
    }

     (1)处的this指的是什么呢?它指的就是调用这个方法的对象,如P1。可见同步方法实质是将synchronized作用于object reference。――那个拿到了P1对象锁的线程,才可以调用P1的同步方法,而对P2而言,P1这个锁与它毫不相干,程序也可能在这种情形下摆脱同步机制的控制,造成数据混乱:(

    2.同步块,示例代码如下:

                public void method3(SomeObject so)
                  {
                         synchronized(so)
    {
           //…..
    }
    }

    这时,锁就是so这个对象,谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。当有一个明确的对象作为锁时,就可以这样写程序,但当没有明确的对象作为锁,只是想让一段代码同步时,可以创建一个特殊的instance变量(它得是一个对象)来充当锁:

    class Foo implements Runnable
    {
           private byte[] lock = new byte[0];  // 特殊的instance变量
        Public void methodA()
    {
           synchronized(lock) { //… }
    }
    //…..
    }

    注:零长度的byte数组对象创建起来将比任何对象都经济――查看编译后的字节码:生成零长度的byte[]对象只需3条操作码,而Object lock = new Object()则需要7行操作码。

    3.将synchronized作用于static 函数,示例代码如下:

    Class Foo
    {
    public synchronized static void methodAAA()   // 同步的static 函数
    {
    //….
    }
    public void methodBBB()
    {
           synchronized(Foo.class)   //  class literal(类名称字面常量)
    }
           }

       代码中的methodBBB()方法是把class literal作为锁的情况,它和同步的static函数产生的效果是一样的,取得的锁很特别,是当前调用这个方法的对象所属的类(Class,而不再是由这个Class产生的某个具体对象了)。

    记得在《Effective Java》一书中看到过将 Foo.class和 P1.getClass()用于作同步锁还不一样,不能用P1.getClass()来达到锁这个Class的目的。P1指的是由Foo类产生的对象。

    可以推断:如果一个类中定义了一个synchronized的static函数A,也定义了一个synchronized 的instance函数B,那么这个类的同一对象Obj在多线程中分别访问A和B两个方法时,不会构成同步,因为它们的锁都不一样。A方法的锁是Obj这个对象,而B的锁是Obj所属的那个Class。

    总结一下:

    1、线程同步的目的是为了保护多个线程反问一个资源时对资源的破坏。
    2、线程同步方法是通过锁来实现,每个对象都有切仅有一个锁,这个锁与一个特定的对象关联,线程一旦获取了对象锁,其他访问该对象的线程就无法再访问该对象的其他非同步方法
    3、对于静态同步方法,锁是针对这个类的,锁对象是该类的Class对象。静态和非静态方法的锁互不干预。一个线程获得锁,当在一个同步方法中访问另外对象上的同步方法时,会获取这两个对象锁。
    4、对于同步,要时刻清醒在哪个对象上同步,这是关键。
    5、编写线程安全的类,需要时刻注意对多个线程竞争访问资源的逻辑和安全做出正确的判断,对“原子”操作做出分析,并保证原子操作期间别的线程无法访问竞争资源。
    6、当多个线程等待一个对象锁时,没有获取到锁的线程将发生阻塞。
    7、死锁是线程间相互等待锁锁造成的,在实际中发生的概率非常的小。真让你写个死锁程序,不一定好使,呵呵。但是,一旦程序发生死锁,程序将死掉。

    九、线程数据传递

    在传统的同步开发模式下,当我们调用一个函数时,通过这个函数的参数将数据传入,并通过这个函数的返回值来返回最终的计算结果。但在多线程的异步开发模式下,数据的传递和返回和同步开发模式有很大的区别。由于线程的运行和结束是不可预料的,因此,在传递和返回数据时就无法象函数一样通过函数参数和return语句来返回数据。

    9.1、通过构造方法传递数据 
    在创建线程时,必须要建立一个Thread类的或其子类的实例。因此,我们不难想到在调用start方法之前通过线程类的构造方法将数据传入线程。并将传入的数据使用类变量保存起来,以便线程使用(其实就是在run方法中使用)。下面的代码演示了如何通过构造方法来传递数据: 

     
    package mythread; 
    public class MyThread1 extends Thread 
    { 
    private String name; 
    public MyThread1(String name) 
    { 
    this.name = name; 
    } 
    public void run() 
    { 
    System.out.println("hello " + name); 
    } 
    public static void main(String[] args) 
    { 
    Thread thread = new MyThread1("world"); 
    thread.start(); 
    } 
    } 
    
    由于这种方法是在创建线程对象的同时传递数据的,因此,在线程运行之前这些数据就就已经到位了,这样就不会造成数据在线程运行后才传入的现象。如果要传递更复杂的数据,可以使用集合、类等数据结构。使用构造方法来传递数据虽然比较安全,但如果要传递的数据比较多时,就会造成很多不便。由于Java没有默认参数,要想实现类似默认参数的效果,就得使用重载,这样不但使构造方法本身过于复杂,又会使构造方法在数量上大增。因此,要想避免这种情况,就得通过类方法或类变量来传递数据。 

    9.2、通过变量和方法传递数据 
    向对象中传入数据一般有两次机会,第一次机会是在建立对象时通过构造方法将数据传入,另外一次机会就是在类中定义一系列的public的方法或变量(也可称之为字段)。然后在建立完对象后,通过对象实例逐个赋值。下面的代码是对MyThread1类的改版,使用了一个setName方法来设置 name变量: 

     
    package mythread; 
    public class MyThread2 implements Runnable 
    { 
    private String name; 
    public void setName(String name) 
    { 
    this.name = name; 
    } 
    public void run() 
    { 
    System.out.println("hello " + name); 
    } 
    public static void main(String[] args) 
    { 
    MyThread2 myThread = new MyThread2(); 
    myThread.setName("world"); 
    Thread thread = new Thread(myThread); 
    thread.start(); 
    } 
    } 
    
    9.3、通过回调函数传递数据 

    上面讨论的两种向线程中传递数据的方法是最常用的。但这两种方法都是main方法中主动将数据传入线程类的。这对于线程来说,是被动接收这些数据的。然而,在有些应用中需要在线程运行的过程中动态地获取数据,如在下面代码的run方法中产生了3个随机数,然后通过Work类的process方法求这三个随机数的和,并通过Data类的value将结果返回。从这个例子可以看出,在返回value之前,必须要得到三个随机数。也就是说,这个 value是无法事先就传入线程类的。 

     
    package mythread; 
    class Data 
    { 
    public int value = 0; 
    } 
    class Work 
    { 
    public void process(Data data, Integer numbers) 
    { 
    for (int n : numbers) 
    { 
    data.value += n; 
    } 
    } 
    } 
    public class MyThread3 extends Thread 
    { 
    private Work work; 
    public MyThread3(Work work) 
    { 
    this.work = work; 
    } 
    public void run() 
    { 
    java.util.Random random = new java.util.Random(); 
    Data data = new Data(); 
    int n1 = random.nextInt(1000); 
    int n2 = random.nextInt(2000); 
    int n3 = random.nextInt(3000); 
    work.process(data, n1, n2, n3); // 使用回调函数 
    System.out.println(String.valueOf(n1) + "+" + String.valueOf(n2) + "+" 
    + String.valueOf(n3) + "=" + data.value); 
    } 
    public static void main(String[] args) 
    { 
    Thread thread = new MyThread3(new Work()); 
    thread.start(); 
    } 
    } 

      好了,Java多线程的基础知识就讲到这里了,有兴趣研究多线程的推荐直接看java的源码,你将会得到很大的提升!

    林炳文Evankaka原创作品。转载请注明出处http://blog.csdn.net/evankaka

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  • Java 多线程

    千次阅读 2018-10-02 17:02:16
    这篇文章主要是对多线程的问题进行总结的,因此罗列了40个多线程的问题。  这些多线程的问题,有些来源于各大网站、有些来源于自己的思考。可能有些问题网上有、可能有些问题对应的答案也有、也可能有些各位网友也...

    前言

    个人认为,学习,内容越多、越杂的知识,越需要进行深刻的总结,这样才能记忆深刻,将知识变成自己的。这篇文章主要是对多线程的问题进行总结的,因此罗列了40个多线程的问题。 
    这些多线程的问题,有些来源于各大网站、有些来源于自己的思考。可能有些问题网上有、可能有些问题对应的答案也有、也可能有些各位网友也都看过,但是本文写作的重心就是所有的问题都会按照自己的理解回答一遍,不会去看网上的答案,因此可能有些问题讲的不对,能指正的希望大家不吝指教。 

     

     

    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。 
    (2)防止阻塞 
    从程序运行效率的角度来看,单核CPU不但不会发挥出多线程的优势,反而会因为在单核CPU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CPU我们还是要应用多线程,就是为了防止阻塞。试想,如果单核CPU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。 
    (3)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A,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A分解成几个小任务,任务B、任务C、任务D,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。

    2、创建线程的方式

    比较常见的一个问题了,一般就是两种: 
    (1)继承Thread类 
    (2)实现Runnable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6大原则的核心。

    3、start()方法和run()方法的区别

    只有调用了start()方法,才会表现出多线程的特性,不同线程的run()方法里面的代码交替执行。如果只是调用run()方法,那么代码还是同步执行的,必须等待一个线程的run()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run()方法里面的代码。

    4、Runnable接口和Callable接口的区别

    有点深的问题了,也看出一个Java程序员学习知识的广度。 
    Runnable接口中的run()方法的返回值是void,它做的事情只是纯粹地去执行run()方法中的代码而已;Callable接口中的call()方法是有返回值的,是一个泛型,和Future、FutureTask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Callable+Future/FutureTask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。

    5、CyclicBarrier和CountDownLatch的区别

    两个看上去有点像的类,都在java.util.concurrent下,都可以用来表示代码运行到某个点上,二者的区别在于: 
    (1)CyclicBarrier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;CountDownLatch则不是,某线程运行到某个点上之后,只是给某个数值-1而已,该线程继续运行 
    (2)CyclicBarrier只能唤起一个任务,CountDownLatch可以唤起多个任务 
    (3)CyclicBarrier可重用,CountDownLatch不可重用,计数值为0该CountDownLatch就不可再用了

    6、Volatile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Java程序员都必须掌握的。理解volatile关键字的作用的前提是要理解Java内存模型,这里就不讲Java内存模型了,可以参见第31点,volatile关键字的作用主要有两个: 
    (1)多线程主要围绕可见性和原子性两个特性而展开,使用volatile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volatile变量,一定是最新的数据 
    (2)代码底层执行不像我们看到的高级语言—-Java程序这么简单,它的执行是Java代码–>字节码–>根据字节码执行对应的C/C++代码–>C/C++代码被编译成汇编语言–>和硬件电路交互,现实中,为了获取更好的性能JVM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volatile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,volatile的一个重要作用就是和CAS结合,保证了原子性,详细的可以参见java.util.concurrent.atomic包下的类,比如AtomicInteger。

    7、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: 
    (1)不可变 
    像String、Integer、Long这些,都是final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 
    (2)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,Java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,Java中也有,比方说CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet 
    (3)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Vector这种,add、remove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Vector、有个线程同时在add这个Vector,99%的情况下都会出现ConcurrentModificationException,也就是fail-fast机制。 
    (4)线程非安全 
    这个就没什么好说的了,ArrayList、LinkedList、HashMap等都是线程非安全的类

    8、Java中如何获取到线程dump文件

    死循环、死锁、阻塞、页面打开慢等问题,打线程dump是最好的解决问题的途径。所谓线程dump也就是线程堆栈,获取到线程堆栈有两步: 
    (1)获取到线程的pid,可以通过使用jps命令,在Linux环境下还可以使用ps -ef | grep java 
    (2)打印线程堆栈,可以通过使用jstack pid命令,在Linux环境下还可以使用kill -3 pid 
    另外提一点,Thread类提供了一个getStackTrace()方法也可以用于获取线程堆栈。这是一个实例方法,因此此方法是和具体线程实例绑定的,每次获取获取到的是具体某个线程当前运行的堆栈,

    9、一个线程如果出现了运行时异常会怎么样

    如果这个异常没有被捕获的话,这个线程就停止执行了。另外重要的一点是:如果这个线程持有某个某个对象的监视器,那么这个对象监视器会被立即释放

    10、如何在两个线程之间共享数据

    通过在线程之间共享对象就可以了,然后通过wait/notify/notifyAll、await/signal/signalAll进行唤起和等待,比方说阻塞队列BlockingQueue就是为线程之间共享数据而设计的

    11、sleep方法和wait方法有什么区别

    这个问题常问,sleep方法和wait方法都可以用来放弃CPU一定的时间,不同点在于如果线程持有某个对象的监视器,sleep方法不会放弃这个对象的监视器,wait方法会放弃这个对象的监视器

    12、生产者消费者模型的作用是什么

    这个问题很理论,但是很重要: 
    (1)通过平衡生产者的生产能力和消费者的消费能力来提升整个系统的运行效率,这是生产者消费者模型最重要的作用 
    (2)解耦,这是生产者消费者模型附带的作用,解耦意味着生产者和消费者之间的联系少,联系越少越可以独自发展而不需要收到相互的制约

    13、ThreadLocal有什么用 
    简单说ThreadLocal就是一种以空间换时间的做法,在每个Thread里面维护了一个以开地址法实现的ThreadLocal.ThreadLocalMap,把数据进行隔离,数据不共享,自然就没有线程安全方面的问题了

    14、为什么wait()方法和notify()/notifyAll()方法要在同步块中被调用

    这是JDK强制的,wait()方法和notify()/notifyAll()方法在调用前都必须先获得对象的锁

    15、wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放弃对象监视器时有什么区别

    wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放弃对象监视器的时候的区别在于:wait()方法立即释放对象监视器,notify()/notifyAll()方法则会等待线程剩余代码执行完毕才会放弃对象监视器。

    16、为什么要使用线程池

    避免频繁地创建和销毁线程,达到线程对象的重用。另外,使用线程池还可以根据项目灵活地控制并发的数目。

    17、怎么检测一个线程是否持有对象监视器

    我也是在网上看到一道多线程面试题才知道有方法可以判断某个线程是否持有对象监视器:Thread类提供了一个holdsLock(Object obj)方法,当且仅当对象obj的监视器被某条线程持有的时候才会返回true,注意这是一个static方法,这意味着“某条线程”指的是当前线程。

    18、synchronized和ReentrantLock的区别

    synchronized是和if、else、for、while一样的关键字,ReentrantLock是类,这是二者的本质区别。既然ReentrantLock是类,那么它就提供了比synchronized更多更灵活的特性,可以被继承、可以有方法、可以有各种各样的类变量,ReentrantLock比synchronized的扩展性体现在几点上: 
    (1)ReentrantLock可以对获取锁的等待时间进行设置,这样就避免了死锁 
    (2)ReentrantLock可以获取各种锁的信息 
    (3)ReentrantLock可以灵活地实现多路通知 
    另外,二者的锁机制其实也是不一样的。ReentrantLock底层调用的是Unsafe的park方法加锁,synchronized操作的应该是对象头中mark word,这点我不能确定。

    19、ConcurrentHashMap的并发度是什么

    ConcurrentHashMap的并发度就是segment的大小,默认为16,这意味着最多同时可以有16条线程操作ConcurrentHashMap,这也是ConcurrentHashMap对Hashtable的最大优势,任何情况下,Hashtable能同时有两条线程获取Hashtable中的数据吗?

    20、ReadWriteLock是什么

    首先明确一下,不是说ReentrantLock不好,只是ReentrantLock某些时候有局限。如果使用ReentrantLock,可能本身是为了防止线程A在写数据、线程B在读数据造成的数据不一致,但这样,如果线程C在读数据、线程D也在读数据,读数据是不会改变数据的,没有必要加锁,但是还是加锁了,降低了程序的性能。 
    因为这个,才诞生了读写锁ReadWriteLock。ReadWriteLock是一个读写锁接口,ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock接口的一个具体实现,实现了读写的分离,读锁是共享的,写锁是独占的,读和读之间不会互斥,读和写、写和读、写和写之间才会互斥,提升了读写的性能。

    21、FutureTask是什么

    这个其实前面有提到过,FutureTask表示一个异步运算的任务。FutureTask里面可以传入一个Callable的具体实现类,可以对这个异步运算的任务的结果进行等待获取、判断是否已经完成、取消任务等操作。当然,由于FutureTask也是Runnable接口的实现类,所以FutureTask也可以放入线程池中。

    22、Linux环境下如何查找哪个线程使用CPU最长

    这是一个比较偏实践的问题,这种问题我觉得挺有意义的。可以这么做: 
    (1)获取项目的pid,jps或者ps -ef | grep java,这个前面有讲过 
    (2)top -H -p pid,顺序不能改变 
    这样就可以打印出当前的项目,每条线程占用CPU时间的百分比。注意这里打出的是LWP,也就是操作系统原生线程的线程号,我笔记本山没有部署Linux环境下的Java工程,因此没有办法截图演示,网友朋友们如果公司是使用Linux环境部署项目的话,可以尝试一下。 
    使用”top -H -p pid”+”jps pid”可以很容易地找到某条占用CPU高的线程的线程堆栈,从而定位占用CPU高的原因,一般是因为不当的代码操作导致了死循环。 
    最后提一点,”top -H -p pid”打出来的LWP是十进制的,”jps pid”打出来的本地线程号是十六进制的,转换一下,就能定位到占用CPU高的线程的当前线程堆栈了。

    23、Java编程写一个会导致死锁的程序

    第一次看到这个题目,觉得这是一个非常好的问题。很多人都知道死锁是怎么一回事儿:线程A和线程B相互等待对方持有的锁导致程序无限死循环下去。当然也仅限于此了,问一下怎么写一个死锁的程序就不知道了,这种情况说白了就是不懂什么是死锁,懂一个理论就完事儿了,实践中碰到死锁的问题基本上是看不出来的。 
    真正理解什么是死锁,这个问题其实不难,几个步骤: 
    (1)两个线程里面分别持有两个Object对象:lock1和lock2。这两个lock作为同步代码块的锁; 
    (2)线程1的run()方法中同步代码块先获取lock1的对象锁,Thread.sleep(xxx),时间不需要太多,50毫秒差不多了,然后接着获取lock2的对象锁。这么做主要是为了防止线程1启动一下子就连续获得了lock1和lock2两个对象的对象锁 
    (3)线程2的run)(方法中同步代码块先获取lock2的对象锁,接着获取lock1的对象锁,当然这时lock1的对象锁已经被线程1锁持有,线程2肯定是要等待线程1释放lock1的对象锁的 
    这样,线程1″睡觉”睡完,线程2已经获取了lock2的对象锁了,线程1此时尝试获取lock2的对象锁,便被阻塞,此时一个死锁就形成了。代码就不写了,占的篇幅有点多。

    24、怎么唤醒一个阻塞的线程

    如果线程是因为调用了wait()、sleep()或者join()方法而导致的阻塞,可以中断线程,并且通过抛出InterruptedException来唤醒它;如果线程遇到了IO阻塞,无能为力,因为IO是操作系统实现的,Java代码并没有办法直接接触到操作系统。

    25、不可变对象对多线程有什么帮助

    前面有提到过的一个问题,不可变对象保证了对象的内存可见性,对不可变对象的读取不需要进行额外的同步手段,提升了代码执行效率。

    26、什么是多线程的上下文切换

    多线程的上下文切换是指CPU控制权由一个已经正在运行的线程切换到另外一个就绪并等待获取CPU执行权的线程的过程。

    27、如果你提交任务时,线程池队列已满,这时会发生什么

    如果你使用的LinkedBlockingQueue,也就是无界队列的话,没关系,继续添加任务到阻塞队列中等待执行,因为LinkedBlockingQueue可以近乎认为是一个无穷大的队列,可以无限存放任务;如果你使用的是有界队列比方说ArrayBlockingQueue的话,任务首先会被添加到ArrayBlockingQueue中,ArrayBlockingQueue满了,则会使用拒绝策略RejectedExecutionHandler处理满了的任务,默认是AbortPolicy。

    28、Java中用到的线程调度算法是什么

    抢占式。一个线程用完CPU之后,操作系统会根据线程优先级、线程饥饿情况等数据算出一个总的优先级并分配下一个时间片给某个线程执行。

    29、Thread.sleep(0)的作用是什么

    这个问题和上面那个问题是相关的,我就连在一起了。由于Java采用抢占式的线程调度算法,因此可能会出现某条线程常常获取到CPU控制权的情况,为了让某些优先级比较低的线程也能获取到CPU控制权,可以使用Thread.sleep(0)手动触发一次操作系统分配时间片的操作,这也是平衡CPU控制权的一种操作。

    30、什么是自旋

    很多synchronized里面的代码只是一些很简单的代码,执行时间非常快,此时等待的线程都加锁可能是一种不太值得的操作,因为线程阻塞涉及到用户态和内核态切换的问题。既然synchronized里面的代码执行地非常快,不妨让等待锁的线程不要被阻塞,而是在synchronized的边界做忙循环,这就是自旋。如果做了多次忙循环发现还没有获得锁,再阻塞,这样可能是一种更好的策略。

    31、什么是Java内存模型

    Java内存模型定义了一种多线程访问Java内存的规范。Java内存模型要完整讲不是这里几句话能说清楚的,我简单总结一下Java内存模型的几部分内容: 
    (1)Java内存模型将内存分为了主内存和工作内存。类的状态,也就是类之间共享的变量,是存储在主内存中的,每次Java线程用到这些主内存中的变量的时候,会读一次主内存中的变量,并让这些内存在自己的工作内存中有一份拷贝,运行自己线程代码的时候,用到这些变量,操作的都是自己工作内存中的那一份。在线程代码执行完毕之后,会将最新的值更新到主内存中去 
    (2)定义了几个原子操作,用于操作主内存和工作内存中的变量 
    (3)定义了volatile变量的使用规则 
    (4)happens-before,即先行发生原则,定义了操作A必然先行发生于操作B的一些规则,比如在同一个线程内控制流前面的代码一定先行发生于控制流后面的代码、一个释放锁unlock的动作一定先行发生于后面对于同一个锁进行锁定lock的动作等等,只要符合这些规则,则不需要额外做同步措施,如果某段代码不符合所有的happens-before规则,则这段代码一定是线程非安全的

    32、什么是CAS

    CAS,全称为Compare and Set,即比较-设置。假设有三个操作数:内存值V、旧的预期值A、要修改的值B,当且仅当预期值A和内存值V相同时,才会将内存值修改为B并返回true,否则什么都不做并返回false。当然CAS一定要volatile变量配合,这样才能保证每次拿到的变量是主内存中最新的那个值,否则旧的预期值A对某条线程来说,永远是一个不会变的值A,只要某次CAS操作失败,永远都不可能成功。

    33、什么是乐观锁和悲观锁

    (1)乐观锁:就像它的名字一样,对于并发间操作产生的线程安全问题持乐观状态,乐观锁认为竞争不总是会发生,因此它不需要持有锁,将比较-设置这两个动作作为一个原子操作尝试去修改内存中的变量,如果失败则表示发生冲突,那么就应该有相应的重试逻辑。 
    (2)悲观锁:还是像它的名字一样,对于并发间操作产生的线程安全问题持悲观状态,悲观锁认为竞争总是会发生,因此每次对某资源进行操作时,都会持有一个独占的锁,就像synchronized,不管三七二十一,直接上了锁就操作资源了。

    34、什么是AQS

    简单说一下AQS,AQS全称为AbstractQueuedSychronizer,翻译过来应该是抽象队列同步器。 
    如果说java.util.concurrent的基础是CAS的话,那么AQS就是整个Java并发包的核心了,ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore等等都用到了它。AQS实际上以双向队列的形式连接所有的Entry,比方说ReentrantLock,所有等待的线程都被放在一个Entry中并连成双向队列,前面一个线程使用ReentrantLock好了,则双向队列实际上的第一个Entry开始运行。 
    AQS定义了对双向队列所有的操作,而只开放了tryLock和tryRelease方法给开发者使用,开发者可以根据自己的实现重写tryLock和tryRelease方法,以实现自己的并发功能。

    35、单例模式的线程安全性

    老生常谈的问题了,首先要说的是单例模式的线程安全意味着:某个类的实例在多线程环境下只会被创建一次出来。单例模式有很多种的写法,我总结一下: 
    (1)饿汉式单例模式的写法:线程安全 
    (2)懒汉式单例模式的写法:非线程安全 
    (3)双检锁单例模式的写法:线程安全

    36、Semaphore有什么作用

    Semaphore就是一个信号量,它的作用是限制某段代码块的并发数。Semaphore有一个构造函数,可以传入一个int型整数n,表示某段代码最多只有n个线程可以访问,如果超出了n,那么请等待,等到某个线程执行完毕这段代码块,下一个线程再进入。由此可以看出如果Semaphore构造函数中传入的int型整数n=1,相当于变成了一个synchronized了。

    37、Hashtable的size()方法中明明只有一条语句”return count”,为什么还要做同步?

    这是我之前的一个困惑,不知道大家有没有想过这个问题。某个方法中如果有多条语句,并且都在操作同一个类变量,那么在多线程环境下不加锁,势必会引发线程安全问题,这很好理解,但是size()方法明明只有一条语句,为什么还要加锁? 
    关于这个问题,在慢慢地工作、学习中,有了理解,主要原因有两点: 
    (1)同一时间只能有一条线程执行固定类的同步方法,但是对于类的非同步方法,可以多条线程同时访问。所以,这样就有问题了,可能线程A在执行Hashtable的put方法添加数据,线程B则可以正常调用size()方法读取Hashtable中当前元素的个数,那读取到的值可能不是最新的,可能线程A添加了完了数据,但是没有对size++,线程B就已经读取size了,那么对于线程B来说读取到的size一定是不准确的。而给size()方法加了同步之后,意味着线程B调用size()方法只有在线程A调用put方法完毕之后才可以调用,这样就保证了线程安全性 
    (2)CPU执行代码,执行的不是Java代码,这点很关键,一定得记住。Java代码最终是被翻译成汇编代码执行的,汇编代码才是真正可以和硬件电路交互的代码。即使你看到Java代码只有一行,甚至你看到Java代码编译之后生成的字节码也只有一行,也不意味着对于底层来说这句语句的操作只有一个。一句”return count”假设被翻译成了三句汇编语句执行,完全可能执行完第一句,线程就切换了。

    38、线程类的构造方法、静态块是被哪个线程调用的

    这是一个非常刁钻和狡猾的问题。请记住:线程类的构造方法、静态块是被new这个线程类所在的线程所调用的,而run方法里面的代码才是被线程自身所调用的。 
    如果说上面的说法让你感到困惑,那么我举个例子,假设Thread2中new了Thread1,main函数中new了Thread2,那么: 
    (1)Thread2的构造方法、静态块是main线程调用的,Thread2的run()方法是Thread2自己调用的 
    (2)Thread1的构造方法、静态块是Thread2调用的,Thread1的run()方法是Thread1自己调用的

    39、同步方法和同步块,哪个是更好的选择

    同步块,这意味着同步块之外的代码是异步执行的,这比同步整个方法更提升代码的效率。请知道一条原则:同步的范围越少越好。 
    借着这一条,我额外提一点,虽说同步的范围越少越好,但是在Java虚拟机中还是存在着一种叫做锁粗化的优化方法,这种方法就是把同步范围变大。这是有用的,比方说StringBuffer,它是一个线程安全的类,自然最常用的append()方法是一个同步方法,我们写代码的时候会反复append字符串,这意味着要进行反复的加锁->解锁,这对性能不利,因为这意味着Java虚拟机在这条线程上要反复地在内核态和用户态之间进行切换,因此Java虚拟机会将多次append方法调用的代码进行一个锁粗化的操作,将多次的append的操作扩展到append方法的头尾,变成一个大的同步块,这样就减少了加锁–>解锁的次数,有效地提升了代码执行的效率。

    40、高并发、任务执行时间短的业务怎样使用线程池?并发不高、任务执行时间长的业务怎样使用线程池?并发高、业务执行时间长的业务怎样使用线程池?

    这是我在并发编程网上看到的一个问题,把这个问题放在最后一个,希望每个人都能看到并且思考一下,因为这个问题非常好、非常实际、非常专业。关于这个问题,个人看法是: 
    (1)高并发、任务执行时间短的业务,线程池线程数可以设置为CPU核数+1,减少线程上下文的切换 
    (2)并发不高、任务执行时间长的业务要区分开看: 
    a)假如是业务时间长集中在IO操作上,也就是IO密集型的任务,因为IO操作并不占用CPU,所以不要让所有的CPU闲下来,可以加大线程池中的线程数目,让CPU处理更多的业务 
    b)假如是业务时间长集中在计算操作上,也就是计算密集型任务,这个就没办法了,和(1)一样吧,线程池中的线程数设置得少一些,减少线程上下文的切换 
    (3)并发高、业务执行时间长,解决这种类型任务的关键不在于线程池而在于整体架构的设计,看看这些业务里面某些数据是否能做缓存是第一步,增加服务器是第二步,至于线程池的设置,设置参考(2)。最后,业务执行时间长的问题,也可能需要分析一下,看看能不能使用中间件对任务进行拆分和解耦。

     

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