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  • 2021-11-05 15:45:52

    为什么要使用多线程?

    1.防止阻塞主线程,提高吞吐量:

    你做WEB,容器帮你做了多线程,但是他只能帮你做请求层面的。简单的说,可能就是一个请求一个线程。或多个请求一个线         程。如果是单线程,那同时只能处理一个用户的请求。

    2,提高资源的利用率

    应用场景:

    1,最典型的应用比如tomcat,tomcat内部采用的就是多线程,上百个客户端访问同一个web应用,tomcat接入后都是把后续的处理扔给一个新的线程来处理,这个新的线程最后调用到我们的servlet程序,比如doGet或者doPost方法。
    2,做登录业务时使用到sms短信网关业务,创建子线程,让子线程去调用sms服务,主线程则返回,这样做可以提高用户的体验度

    3.定时向大量(100w以上)的用户发送邮件;

    线程与进程

    进程:

    *是指一个内存中运行的应用程序,每个进程都有一个独立的内存空间

    线程:

    *是进程中的一个执行路径,共享一个内存空间,线程之间可以自由切换,并发执行. 一个进程最少 有一个线程
    *线程实际上是在进程基础之上的进一步划分,一个进程启动之后,里面的若干执行路径又可以划分 成若干个线程

    线程调度

    分时调度:

    *所有线程轮流使用 CPU 的使用权,平均分配每个线程占用 CPU 的时间。

    抢占式调度:

    *优先让优先级高的线程使用 CPU,如果线程的优先级相同,那么会随机选择一个(线程随机性), Java使用的为抢占式调度。

    *CPU使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。对于CPU的一个核新而言,某个时刻, 只能执行一个线程,而 CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快,看上去就是 在同一时 刻运行。 其实,多线程程序并不能提高程序的运行速度,但能够提高程序运行效率,让CPU的 使 用率更高。

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    一、多线程实现方式

    1.1 Thread实现

    继承Thread类并重写它的run方法。之后创建这个子类的对象并调用start()方法。下面直接上代码:

    /**
    *描述
    * @author cy
    * @date 2021-06-09
    * @return
    **/
    public class TreadTest  extends  Thread{
        public static void main(String[] args) {
            //创建两个线程
            TreadTest thread1 = new TreadTest();
            TreadTest thread2 = new TreadTest();
            thread1.start();
            thread2.start();
        }
        @Override
        public void run() {
           for (int i = 0;i < 100;i++){
               //分别打印线程名称和i
               System.out.println("threadName:"
               +Thread.currentThread()+";i="+i);
           }
        }
    }
    

    输出结果可以看到两个线程交替打印。线程启动成功。
    在这里插入图片描述

    1.2 Runnable实现

    Runnable的实现方式是实现其接口,下面请看具体的实现代码

    
    /**
     * @author  cy
     * @date  2021-06-09
     *@deprecated  Runnable实现多线程
     */
    public class RunnableDemoTest {
    
        public static void main(String[] args) {
            //新建两个线程
            RunnableDemoTest1 r =  
            new RunnableDemoTest1();
            new Thread(r).start();
            new  Thread(r).start();
        }
    
        /**
         * 通过runnable 方式实现多线程
          */
    static class  RunnableDemoTest1  
                       implements  Runnable{
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0 ;i < 5 ;i++)
                System.out.println("threadName:"
                +Thread.currentThread()+";i="+i);
        }
    }
    }
    
    

    从输出结果中我们可以看到两个线程交替打印。线程启动成功。
    在这里插入图片描述

    二、多线程的使用场景

    1.多线程使用场景

    1.1 多线程应该最多的场景:

    web服务器本身; 各种专用服务器(如游戏服务器);

    1.2多线程的常见应用场景:

    1、后台任务,例如:定时向大量(100w以上)的用户发送邮件; 2、异步处理,例如:发微博、记录日志等; 3、分布式计算

    2.多线程小案列

    2.1 多线程计算

    计算一亿个数字之和,在没有学习多线程之前,也是可以实现的,我们可以通过循环一亿次进行累加,最后得出结果。
    代码如下:

    package trhead;
    
    import java.util.Random;
    
    /**
     * 计算一亿个数之和
     */
    public class SumThreadDemo {
    
        private static double [] nums = new double[1_0000_0000];
        private static Random r  =  new Random();
        private static  double  result = 0.0,result1 = 0.0,result2 = 0.0;
    
        static {
            for (int i =0;i < nums.length ; i++){
                nums[i] = r.nextDouble();
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            SumThreadDemo.m1();
            SumThreadDemo.m2();
        }
    
        /**
         * 使用单线程计算
         */
        private  static  void m1(){
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            for (int i = 0;i < nums.length;i++){
                result += nums[i];
            }
            System.out.println(result);
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            long countTime = endTime - startTime;
            System.out.println("m1耗时:"+countTime);
        }
    
        /**
         * 使用多线程计算
         */
        private  static  void m2() throws InterruptedException {
    
    
            Thread thread1 =   new Thread(()->{
                for (int i = 0;i < nums.length/2;i++){
                    result1 += nums[i];
                }
            });
    
            Thread thread2 =   new Thread(()->{
                for (int i = nums.length/2;i < nums.length;i++){
                    result2 += nums[i];
                }
            });
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            thread1.start();
            thread2.start();
            thread1.join();
            thread2.join();
            System.out.println(result1+ result2);
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            long countTime = endTime - startTime;
            System.out.println("m2耗时:"+countTime);
        }
    
    
    
    }
    
    

    从输出结果中可以观察出,两个线程计算结果比单个线程快了将近两倍。如果实际应用中有这种场景,大家可以使用多线程实现。
    在这里插入图片描述

    2.2 多线程实现卖票小程序

    某电影院正在上映某大片,共5张票,而他又有3个售票窗口售票,请设计一个程序模拟该电影院售票。

    多线程实现方式1:

    package trhead;
    
    /**
    *描述
     *  某电影院正在上映某大片,共5张票,
     * 而他又有3个售票窗口售票,请设计一个程序模拟该电影院售票。
    * @author cy
    * @date 2021-06-09
    * @return
    **/
    public class TicketTreadTest extends  Thread{
        //设置票数
        private  int ticket = 5;
        public static void main(String[] args) {
            //创建两个线程
            TicketTreadTest thread1 
                  = new TicketTreadTest();
            TicketTreadTest thread2 
                  = new TicketTreadTest();
            TicketTreadTest thread3 
                  = new TicketTreadTest();
            thread1.start();
            thread2.start();
            thread3.start();
        }
        @Override
        public void run() {
            while(true){
               //分别打印线程名称 和 ticket 数
               System.out.println("threadName:"
               +Thread.currentThread()+";
               ticket="+ticket--);
               if(ticket < 0){
                   break;
                }
           }
        }
    }
    

    结果分析:从下图输出结果中可以分析,使用继承Thread类实现卖票,导致每个窗口都卖了五张票,而这个电影院总共才五张票,多线程出现了超卖现象。原因是继承Thread方式,是多线程多实例,无法实现资源的共享
    在这里插入图片描述

    2.3多线程卖票小程序优化

    在2.2的小程序案列中,我们发现了在多线程的环境下, 由于公共资源可能会被多个线程共享, 也就是多个线程可能会操作同一资源. 当多个线程操作同一块资源时, 很容易导致数据错乱或发生数据安全问题,
    即: 数据有可能丢失, 有可能增加, 有可能错乱.

    我们如何避免这种现象呢?具体看代码:

    package trhead;
    
    /**
     * @author  cy
     * @date  2021-06-09
     *@deprecated  Runnable实现多线程卖票
     */
    public class TicketRunnableDemoTest {
        //设置票数
        private  static int ticket = 5;
    
        public static void main(String[] args) {
            //新建两个线程
            RunnableDemoTest1 r 
                   =  new RunnableDemoTest1();
            new Thread(r).start();
            new  Thread(r).start();
        }
    
        /**
         * 通过runnable 方式实现多线程
          */
    static class  RunnableDemoTest1  
                        implements  Runnable{
        @Override
        public void run() {
            while (ticket > 0){
                saleTicket();
            }
        }
    
            /**
             * 实现卖票方法
             */
        public  void  saleTicket(){
            if(ticket>0){
                System.out.println("threadName:"
                +Thread.currentThread()
                + "正在出票,余票剩余:"+ticket-- +"张");
            }
        }
    }
    }
    
    

    结果分析:从下图输出结果中可以分析,实现Runnable接口进行卖票,电影院总共才五张票,多线程卖票正常。原因是实现Runnable方式,是多线程单实例,可实现资源的共享

    在这里插入图片描述

    2.4多线程卖票小程序优化升级

    细心的小伙伴可能会发现,怎么在2.3输出打印的票数不是从大到小排序的,这跟现实中的卖票场景不一样呐。如果想解决这样的问题,就必须使用同步,所谓的同步就是指多个操作在同一个时间段内只有一个线程进行,其他线程要等待此线程完成之后才可以继续执行
    下面我们通过对2.3代码进行继续优化,实现真实卖票场景。

     /**
    * 通过synchronized实现线程同步
      * 实现卖票方法
      */ public synchronized   void   saleTicket1(){
          if(ticket>0){
              System.out.println("threadName:"
              +Thread.currentThread()
                      + "正在出票,余票剩余:"
                      + +ticket-- +"张");
          }
      }
    

    结果分析:从下图输出结果中可以分析,通过同步代码的方法进行代码的加锁操作,实现了卖票场景。
    在这里插入图片描述


    总结

    这节主要给大家介绍了多线程的实现以及相应的一些使用场景,并且引入了同步的知识点,下一节主要介绍synchronized关键字的使用。
    另外,码字不容易,如果发现小编描述有误,麻烦指摘。

    展开全文
  • 多进程和多线程使用场景

    千次阅读 2020-12-26 13:59:43
    多进程和多线程使用场景 多进程模型的优势是CPU。 多线程模型主要优势为线程间切换代价较小,因此适用于I/O密集型的工作场景,因此I/O密集型的工作场景经常会由于I/O阻塞导致频繁的切换线程。同时,多线程模型也...

    多进程和多线程的使用场景

    多进程模型的优势是CPU,多线程模型的优势是线程间切换代价较小

    多线程模型适用于I/O密集型的工作场景,因此I/O密集型的工作场景经常会由于I/O阻塞导致频繁的切换线程。同时,多线程模型也适用于单机多核分布式场景。

    多进程模型,适用于CPU密集型。同时,多进程模型也适用于多机分布式场景中,易于多机扩展。

    一. 两者区别

    进程是资源分配的基本单位;线程是系统调度和分派的基本单位。
    属于同一进程的线程,堆是共享的,栈是私有的。
    属于同一进程的所有线程都具有相同的地址空间。

    多进程的优点:
    ①编程相对容易;通常不需要考虑锁和同步资源的问题。
    ②更强的容错性:比起多线程的一个好处是一个进程崩溃了不会影响其他进程。
    ③有内核保证的隔离:数据和错误隔离。 对于使用如C/C++这些语言编写的本地代码,错误隔离是非常有用的:采用多进程架构的程序一般可以做到一定程度的自恢复;(master守护进程监控所有worker进程,发现进程挂掉后将其重启)。

    多线程的优点:
    ①创建速度快,方便高效的数据共享
    共享数据:多线程间可以共享同一虚拟地址空间;多进程间的数据共享就需要用到共享内存、信号量等IPC技术。
    ②较轻的上下文切换开销 - 不用切换地址空间,不用更改寄存器,不用刷新TLB。
    ③提供非均质的服务。如果全都是计算任务,但每个任务的耗时不都为1s,而是1ms-1s之间波动;这样,多线程相比多进程的优势就体现出来,它能有效降低“简单任务被复杂任务压住”的概率。

    二. 应用场景

    1. 多进程应用场景
      nginx主流的工作模式是多进程模式(也支持多线程模型)
      几乎所有的web server服务器服务都有多进程的,至少有一个守护进程配合一个worker进程,例如apached,httpd等等以d结尾的进程包括init.d本身就是0级总进程,所有你认知的进程都是它的子进程;
      chrome浏览器也是多进程方式。 (原因:①可能存在一些网页不符合编程规范,容易崩溃,采用多进程一个网页崩溃不会影响其他网页;而采用多线程会。②网页之间互相隔离,保证安全,不必担心某个网页中的恶意代码会取得存放在其他网页中的敏感信息。)
      redis也可以归类到“多进程单线程”模型(平时工作是单个进程,涉及到耗时操作如持久化或aof重写时会用到多个进程)
    2. 多线程应用场景
      线程间有数据共享,并且数据是需要修改的(不同任务间需要大量共享数据或频繁通信时)。
      提供非均质的服务(有优先级任务处理)事件响应有优先级。
      单任务并行计算,在非CPU Bound的场景下提高响应速度,降低时延。
      与人有IO交互的应用,良好的用户体验(键盘鼠标的输入,立刻响应)
      案例:
      桌面软件,响应用户输入的是一个线程,后台程序处理是另外的线程;
      memcached
    3. 选什么?
      ①需要频繁创建销毁的优先用线程(进程的创建和销毁开销过大)
      这种原则最常见的应用就是Web服务器了,来一个连接建立一个线程,断了就销毁线程,要是用进程,创建和销毁的代价是很难承受的

    ②需要进行大量计算的优先使用线程(CPU频繁切换)
    所谓大量计算,当然就是要耗费很多CPU,切换频繁了,这种情况下线程是最合适的。
    这种原则最常见的是图像处理、算法处理。

    ③强相关的处理用线程,弱相关的处理用进程
    什么叫强相关、弱相关?理论上很难定义,给个简单的例子就明白了。
    一般的Server需要完成如下任务:消息收发、消息处理。“消息收发”和“消息处理”就是弱相关的任务,而“消息处理”里面可能又分为“消息解码”、“业务处理”,这两个任务相对来说相关性就要强多了。因此“消息收发”和“消息处理”可以分进程设计,“消息解码”、“业务处理”可以分线程设计。
    当然这种划分方式不是一成不变的,也可以根据实际情况进行调整。

    ④可能要扩展到多机分布的用进程,多核分布的用线程

    ⑤都满足需求的情况下,用你最熟悉、最拿手的方式
    至于“数据共享、同步”、“编程、调试”、“可靠性”这几个维度的所谓的“复杂、简单”应该怎么取舍,我只能说:没有明确的选择方法。但我可以告诉你一个选择原则:如果多进程和多线程都能够满足要求,那么选择你最熟悉、最拿手的那个。

    虽然我给了这么多的选择原则,但实际应用中基本上都是“进程+线程”的结合方式,千万不要真的陷入一种非此即彼的误区。

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  • 多线程的应用场景

    千次阅读 2020-05-21 18:37:11
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    通俗的解释一下多线程先:

    多线程用于堆积处理,就像一个大土堆,一个推土机很慢,那么10个推土机一起来处理,当然速度就快了,不过由于位置的限制,如果20个推土机,那么推土机之间会产生相互的避让,相互摩擦,相互拥挤,反而不如10个处理的好,所以,多线程处理,线程数要开的恰当,就可以提高效率。

    多线程使用的目的:

    1、 吞吐量:做WEB,容器帮你做了多线程,但是它只能帮你做请求层面的,简单的说,就是一个请求一个线程(如struts2,是多线程的,每个客户端请求创建一个实例,保证线程安全),或多个请求一个线程,如果是单线程,那只能是处理一个用户的请求

    2、 伸缩性:通过增加CPU核数来提升性能。

    多线程的使用场景:

    1、 常见的浏览器、Web服务(现在写的web是中间件帮你完成了线程的控制),web处理请求,各种专用服务器(如游戏服务器)

    2、 servlet多线程

    3、 FTP下载,多线程操作文件

    4、 数据库用到的多线程

    5、 分布式计算

    6、 tomcat,tomcat内部采用多线程,上百个客户端访问同一个WEB应用,tomcat接入后就是把后续的处理扔给一个新的线程来处理,这个新的线程最后调用我们的servlet程序,比如doGet或者dpPost方法

    7、 后台任务:如定时向大量(100W以上)的用户发送邮件;定期更新配置文件、任务调度(如quartz),一些监控用于定期信息采集

    8、 自动作业处理:比如定期备份日志、定期备份数据库

    9、 异步处理:如发微博、记录日志

    10、 页面异步处理:比如大批量数据的核对工作(有10万个手机号码,核对哪些是已有用户)

    11、 数据库的数据分析(待分析的数据太多),数据迁移

    12、 多步骤的任务处理,可根据步骤特征选用不同个数和特征的线程来协作处理,多任务的分割,由一个主线程分割给多个线程完成

    13、 desktop应用开发,一个费时的计算开个线程,前台加个进度条显示

    14、 swing编程

    举一个小栗子:
    一个文本文件有100M,全是字符串,我要执行切分字符串,每达到N长度便执行切腹,最后求切分完成的字符串的集合

    单线程处理:读取文本文件数据,扫描全部数据,一个一个的切分,最后消耗时间=文件传输时间(文本数据加载到内存)+切分过程消耗

    多线程处理:

    专门设置一个线程执行加载数据的操作,此时,如果加载的数据达到一个设定值,启动一个切线程处理,如此继续,多个切分字符串的线程能够并发执行,CPU的利用率提高了(文件传输的过程中没有占用处理器,而可以将加载的部分数据分配给切分线程,占用处理器来执行任务)

    总结:

    单线程处理,文件加载的过程中,处理器一直空闲,但也被加入到总执行时间之内,串行执行切分总时间,等于每切分一个时间*切分后字符串的个数,执行程序,估计等几分钟能处理完就不错了

    多线程处理,文件加载过程与拆分过程,拆分过程与拆分过程,都存在并发——文件加载的过程中就执行了切分任务,切分任务执行过程中多线程并行处理,总消耗时间能比单线程提高很多,甚至几个数量级都不止。

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    千次阅读 2019-03-10 23:35:25
    为了提高CPU的使用率,采用多线程的方式去同时完成几件事情而不互相干扰.为了处理大量的IO操作(IO密集时,cpu利用率会下降)时或处理的情况需要花费大量的时间等等,比如:读写文件,视频图像的采集,处理,显示,保存等 ...
  • 多线程的应用场景以及其实现方式

    千次阅读 2017-02-20 22:18:01
    一、线程的概要绍 从员工搬货看多线程 现在有一大推货物堆着,如果我有5个员工搬,肯定会比一个员工搬要...所以,这就不意味着线程越多越好,合理的使用多线程,可以充分提升处理器的利用率,提高工作效率线程与进程
  • 多进程和多线程的应用场景

    万次阅读 2016-10-09 19:09:56
    关于多进程和多线程,教科书上最经典的一句话是“进程是资源分配的最小单位,线程是CPU调度的最小单位”,这句话应付考试基本上够了,但如果在工作中遇到类似的选择问题,那就没有这么简单了,选的不好,会让你深受...
  • 多线程和多进程 及其应用场景

    万次阅读 多人点赞 2018-08-24 12:35:14
    一. 两者区别 进程是分配资源的基本单位;... ②更强的容错性:比起多线程的一个好处是一个进程崩溃了不会影响其他进程。  ③有内核保证的隔离:数据和错误隔离。 对于使用如C/C++这些语言编写...
  • java多线程有哪些实际的应用场景

    万次阅读 多人点赞 2017-10-17 10:10:33
    多线程使用的主要目的在于: 1、吞吐量:你做WEB,容器帮你做了多线程,但是他只能帮你做请求层面的。简单的说,可能就是一个请求一个线程。或多个请求一个线程。如果是单线程,那同时只能处理一个用户的请求。 2、...
  • 当然既然是都是 多这个字开头,那么就是多任务,我们需要...看上去⼀起执⾏⽽已)并⾏:指的是任务数⼩于等于cpu核数,即任务真的是⼀起执⾏的多线程(threading):①在⼀个进程内的所有线程共享全局变量,很⽅便...
  • 详解异步多线程使用中的常见问题

    万次阅读 多人点赞 2021-11-08 14:55:20
    上一篇:异步多线程之Parallel 异常处理 小伙伴有没有想过,多线程的异常怎么处理,同步方法内的异常处理,想必都非常非常熟悉了。那多线程是什么样的呢,接着我讲解多线程的异常处理 首先,我们定义个任务列表,当...
  • 多线程只有一个目的,那就是更好的利用cpu的资源,因为所有的多线程代码都可以用单线程来实现。说这个话其实只有一半对,因为反应“多角色”的程序代码,最起码每个角色要给他一个线程吧,否则连实际场景都无法...
  • 文章目录5.1 多线程爬虫5.1.1 多线程的优势5.1.2 多进程库:multiprocessing5.1.3 多线程爬虫开发5.2 爬虫的常见搜索算法5.2.1 深度优先搜索5.2.2 广度优先搜索5.2.3 算法选择 5.1 多线程爬虫 5.1.1 多线程的优势 在...
  • 使用多线程的理由之一是和进程相比,它是一种非常花销小,切换快,更”节俭”的多任务操作方式。在Linux系统下,启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间,建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段,...
  • 多线程和高并发的常见面试题整理

    千次阅读 2020-07-12 11:46:03
    1.线程实现方式 1继承Thread类 定义Thread类的子类,并重写Thread类的run()方法,创建子类对象(即线程对象),调用线程对象的start()方法来启动该线程 2.实现Runnable接口 并重写该接口的run()方法,该run()方法...
  • Linux多线程

    千次阅读 2022-03-07 10:04:20
    线程一、线程是什么二、线程的优缺点线程的优点线程的缺点线程异常线程用途进程和线程对比三、线程的操作 一、线程是什么 在一个程序里的一个执行路线就叫做线程(thread)。更准确的定义是:线程是“一个进程内部的...
  • 操作系统 --- 多线程(初阶)

    千次阅读 多人点赞 2022-03-16 14:03:45
    多线程(初阶) 1. 线程 1.1 为什么会有线程 上一节进程的课程我们学习了,引入进程就是为了"并发编程",虽然进程能解决并发的问题,但是我们认为还不是不够理想. 因为创建进程/销毁进程/调度进程,开销有点大, 创建进程...
  • 工欲善其事,必先利其器,介绍分布式锁使用的前因后果之前,得先想办法说清楚为啥需要分布式锁以及如何才需要将分布式锁搬上用场!! 实战概要:故而此文将介绍一下分布式锁出现的背景以及如何才能将分布式锁搬上...
  • java常见的线程池对比含使用场景

    千次阅读 2019-07-30 17:53:57
    线程池 corePoolSize maximumPoolSize keepAliveTime unit ... 场景 newCachedThreadPool 0 Integer.MAX...
  • JAVA多线程常见的十大问题

    万次阅读 多人点赞 2018-09-27 14:11:42
    一、进程与线程?并行与并发? 进程代表一个运行中的程序,是资源分配与调度的基本单位。进程有三大特性: 1、独立性:独立的资源,私有的地址空间,进程间互不影响。...多线程的优势(进程线程区别)...

空空如也

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多线程常见使用场景