摘要：多線程的實(shí)現(xiàn)用多線程只有一個(gè)目的更好的利用資源燒水的例子當(dāng)洗杯子花分鐘線程要停分鐘等待返回結(jié)果才能進(jìn)行后續(xù)的燒水操作，新開一個(gè)線程執(zhí)行洗杯子操作。指在并發(fā)的情況之下，該代碼經(jīng)過多線程使用，線程的調(diào)度順序不影響任何結(jié)果。

Java多線程的實(shí)現(xiàn)

用多線程只有一個(gè)目的:更好的利用cpu資源.燒水的例子.(當(dāng)洗杯子花5分鐘,線程要停5分鐘等待返回結(jié)果才能進(jìn)行后續(xù)的燒水操作，新開一個(gè)線程執(zhí)行洗杯子操作)。

一、關(guān)于線程的一些概念

cpu時(shí)間片:我們操作系統(tǒng)看起來可以多個(gè)程序同時(shí)運(yùn)行.分時(shí)操作系統(tǒng),將時(shí)間分成長短相同的時(shí)間區(qū)域,分配給一個(gè)線程使用,當(dāng)線程還沒有結(jié)束,時(shí)間片已經(jīng)過去,該線程只有先停止,等待下一個(gè)時(shí)間片.cpu運(yùn)行很快,中間的停頓感覺不出來.

多線程：指的是這個(gè)程序（一個(gè)進(jìn)程）運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生了不止一個(gè)線程(比如,下載程序,開啟多個(gè)線程同時(shí)進(jìn)行.)

并行：多個(gè)cpu實(shí)例或者多臺(tái)機(jī)器同時(shí)執(zhí)行一段處理邏輯，是真正的同時(shí)。

并發(fā)：通過cpu調(diào)度算法，讓用戶看上去同時(shí)執(zhí)行，實(shí)際上從cpu操作層面不是真正的同時(shí)。并發(fā)往往在場景中有公用的資源，那么針對這個(gè)公用的資源往往產(chǎn)生瓶頸，我們會(huì)用TPS或者QPS來反應(yīng)這個(gè)系統(tǒng)的處理能力.

線程安全：經(jīng)常用來描繪一段代碼。指在并發(fā)的情況之下，該代碼經(jīng)過多線程使用，線程的調(diào)度順序不影響任何結(jié)果。這個(gè)時(shí)候使用多線程，我們只需要關(guān)注系統(tǒng)的內(nèi)存，cpu是不是夠用即可。反過來，線程不安全就意味著線程的調(diào)度順序會(huì)影響最終結(jié)果.

Java中的同步指的是通過人為的控制和調(diào)度，保證共享資源的多線程訪問成為線程安全，來保證結(jié)果的準(zhǔn)確。如上面的代碼簡單加入@synchronized關(guān)鍵字。在保證結(jié)果準(zhǔn)確的同時(shí)，提高性能，才是優(yōu)秀的程序。線程安全的優(yōu)先級(jí)高于性能.

二、Java多線程的實(shí)現(xiàn)

1、繼承Thread類創(chuàng)建線程

Thread類本質(zhì)上是實(shí)現(xiàn)了Runnable接口，啟動(dòng)該線程的唯一方法是start()方法，

public class MyThread extends Thread{
    //普通的調(diào)用方法,定義任務(wù)要完成的工作.
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("新線程正在執(zhí)行,處理相關(guān)的邏輯!");
    }
}


public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //實(shí)例化對象
        MyThread myThread1 = new MyThread();  
        MyThread myThread2 = new MyThread();    
        //開啟新的線程，分配新的資源
        myThread1.start();
        myThread2.start();
    }
}

2、實(shí)現(xiàn)Runnable接口創(chuàng)建線程

java中是單繼承的,如果繼承了一個(gè)類,就不能直接繼承Thread類,需要實(shí)現(xiàn)Runnable接口的方式達(dá)到開啟新線程的目的.

public class MyThread implements Runnable {
    //普通的調(diào)用方法,定義任務(wù)要完成的工作.
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("新線程正在執(zhí)行,處理相關(guān)的邏輯!");
    }    
 }
 
 
 public class Test {
    public static void main(String[] args) {
         MyThread myThread = new MyThread();  
        Thread thread =new Thread(myThread);
        //開啟新的線程，分配新的資源
        thread.start();
    }
}

3、實(shí)現(xiàn)Callable接口

Callable接口的call()方法類似run()方法,都是定義任務(wù)要完成的工作.主要不同點(diǎn)是call()方法是有返回值的、可以拋出異常。Callable類型的任務(wù)可以有兩種方法開啟執(zhí)行.

方法一：借助FutureTask執(zhí)行(FutureTask、Callable)

將Callable接口對象放到FutureTask對象中，F(xiàn)utureTask的get()方法,可以獲取返回值.

public class MyCallableTask  implements Callable {
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("新線程正在執(zhí)行,處理相關(guān)的邏輯!");
        Thread.sleep(3000);
        int sum = 0;
        for(int i=0;i<100;i++) {
            sum += i;
        }
        return sum;
    }    
}

    
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Callable mycallabletask = new MyCallableTask();   
        //由Callable創(chuàng)建一個(gè)FutureTask對象：   
        FutureTask futuretask = new FutureTask(mycallabletask);   
        //注釋：FutureTask是一個(gè)包裝器，它通過接受Callable來創(chuàng)建，它同時(shí)實(shí)現(xiàn)了Future            和Runnable接口。 
        //由FutureTask創(chuàng)建一個(gè)Thread對象：   
        Thread oneThread = new Thread(futuretask);
        oneThread.start();
        try {
            //通過futuretask中g(shù)et()方法可以得到MyCallableTask的call()運(yùn)行結(jié)果.
            //需要使用時(shí)獲取出來,否則出現(xiàn)堵塞,本線程要等待新線程執(zhí)行完返回結(jié)果才執(zhí)行
            Integer i = futuretask.get();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

方法二：借助線程池來運(yùn)行 (ExecutorService、Callable、Future)

ExecutorService、Callable、Future三個(gè)接口實(shí)際上都是屬于Executor框架。

執(zhí)行Callable任務(wù)后，可以獲取一個(gè)Future的對象，在該對象上調(diào)用get()就可以獲取到Callable任務(wù)返回的Object了。

public class MyCallableTask  implements Callable {    
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("新線程正在執(zhí)行,處理相關(guān)的邏輯!");
        Thread.sleep(3000);
        int sum = 0;
        for(int i=0;i<100;i++) {
            sum += i;
        }
        return sum;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int taskSize = 5;
        //創(chuàng)建線程池
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool(taskSize);
        //提交一個(gè)Callable任務(wù),返回一個(gè)Future類型
        Future future = threadPool.submit(new MyCallableTask());
         try {
            Thread.sleep(3000);//模擬本線程的一些任務(wù)
            //獲取執(zhí)行結(jié)果get方法是阻塞的
            System.out.println(future.get());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }    
    }
}

采用匿名類直接新建Callable接口

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建線程池
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        // 提交一個(gè)Callable任務(wù),返回一個(gè)Future類型
        Future future = threadPool.submit(new Callable() {
            @Override
            public Integer call() throws Exception {
                System.out.println("新線程正在執(zhí)行,處理相關(guān)的邏輯!");
                Thread.sleep(3000);
                int sum = 0;
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    sum += i;
                }
                return sum;
            }
        });

        try {
            Thread.sleep(3000);//模擬本線程的一些任務(wù)
            //獲取執(zhí)行結(jié)果
            System.out.println(future.get());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

三、使用場景

一、Tomcat內(nèi)部采用了多線程，上百個(gè)用戶同時(shí)訪問同一個(gè)web應(yīng)用，都會(huì)新開一個(gè)線程，調(diào)用到Servlet程序。如果不使用多線程，將串行操作，客戶端將等待別人執(zhí)行完才能訪問。

二、異步請求，有兩個(gè)任務(wù)Task a和Task b，單線程只能先進(jìn)行a再進(jìn)行b。

三、需要知道執(zhí)行進(jìn)度，比如說我們常看到的進(jìn)度條，任務(wù)執(zhí)行到一定進(jìn)度給new 一個(gè)變量，給變量+1.新開一個(gè)線程去輪詢這個(gè)變量,反饋給客戶端,這樣就可以看到進(jìn)度情況.

總之,很多地方都用到了多線程,多線程是為了充分利用cpu資源,當(dāng)你發(fā)現(xiàn)一個(gè)業(yè)務(wù)邏輯執(zhí)行效率特別低,耗時(shí)長,可以考慮使用多線程.