实际工作中,什么场景会用到多线程开发?
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。
如果不采用多线程机制,上百个人同时访问一个web应用的时候,tomcat就得排队串行处理了,那样客户端根本是无法忍受那种访问速度的。
还有就是需要异步处理的时候,需要使用多线程。比如taska和taskb要并行处理,单个线程只能串行处理,先做完taska然后再做taskb。如果想要多个task同时执行的话,就必须为每个task分配一个线程,然后通过java虚拟机的线程调度,来同时执行多个任务。比如你的CPU是多核心的话,就可以让一个CPU执行一个线程。如果只有一个CPU的话,底层是按照分时复用的原则,各个线程按照时间片来获得CPU资源。
使用多线程是为了提高程序运行的效率。假如有一个程序,要求用户输入多个算式,计算出结果,并分别打印到屏幕上。如果用户一直没有输入,那么无法计算,更无法打印。如果用户输入了,必须要全部输入完,才能计算出结果,再打印到屏幕。
使用线程的话,一个线程用来等待用户输入,一个用来计算结果,一个用来打印。用户在输入算式3的时候,计算线程在计算算式2,打印线程在打印算式1,三个线程同时进行,减少了等待,这样就提高了运行效率
在Java并发编程中,如何扩展和优化线程池?
在java中多线程并不陌生,在一定的范围内,多线程数量的增加会明显提升整个系统的吞吐性能,但是线程本身会极大的耗费内存空间,线程的频繁创建和回收也极其占用CPU资源,多线程甚至会拖垮整个服务!
所以,线程的利用必须掌握在一个度,太少的线程数可能会浪费CPU资源,而太高也极有可能反而降低整个应用性能;
线程池:基于使用多线程存在的问题,JDK提出了线程池技术,类似于数据库连接池,都是保持池中部分线程活跃状态,在需要使用线程的时候,直接从线程池中获取,使用。当线程使用结束,就进行回收(直接放回池中等待,而不是GC),这样就能避免了线程的频繁创建和回收。
JAVA中的线程池:JDK提供了线程池框架Executor,帮助程序更好的管理线程。总的结构如下截图:
比较常见的线程池对象获取方式为:
①newSingleThreadExecutor():返回单线程的线程池,一个接一个的处理任务,线程异常的时候,会创建新的线程替代; ②newFixedThreadPool:在达到最大线程之前,有一个任务就创建一个线程,直到达到最大线程数量; ③newCachedThreadPool:动态的设置最合适的线程数量,最大为JVM能够支持的大小; ④newScheduledThreadPool:指定线程数量,并周期性的执行任务; ⑤newSingleThreadScheduledExecutor:指定线程数量1个,并周期性的执行任务;
从源码来看,上面几种线程池底层都是封装的ThreadPoolExecutor对象,查看源码可知比较重要的属性(对象)截图如下:
定义了线程池中的线程数量,最大线程池数量,线程工厂(用于线程的创建),workQuere任务队列,handler拒绝策略等属性,用于线程池的对象初始化和任务调度!
下图是ThreadPoolExecutor对象中的execute方法截图:
解释如下:
1,当前线程总数小于核心线程数,则通过addWorker进行执行;
2,否则通过wordQueue.offer提交到等待队列,
3,进入等待队列失败,则通过addWorker提交到线程池,失败则执行拒绝策略;
线程池有多种拒绝策略:直接抛出异常,或者丢弃无法处理的任务等等,此处不做详细讨论。。
线程池的扩展:JDK允许开发人员自主扩展线程池,通过提供的beforeExecute,afterExecute,terminated三个接口可以像处理AOP一样方便的管理线程池,可自行实现状态跟踪,调试信息等用以监控线程池!
线程池的优化:线程池的优化主要针对线程数量进行,一般来说只要使用的不是最大最小线程数量都可以,但是具体的还要根据场景,参考CPU核心数,等待时间等因素来判断最合适的线程数,比如是批量运算这种密集的CPU执行,则线程数设置为CPU核心数即可,如果有大量阻塞,则可以使用CPU核心数的偶数倍数,在有一本书中得出了一个公式如下截图:
jdk中的线程池技术比较完善,加上其他的多线程技术,促使JAVA成为高并发领域的佼佼者,最近一直在分享JAVA技术,得到很多朋友的鼓励,在此表示感谢,我也会一直持续的进行分享,敬请关注。。