jdk5.0多线程学习笔记（一）

最新推荐文章于 2020-11-21 15:59:44 发布

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#多线程 #Socket #应用服务器 #thread #工作

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本文介绍了线程的基本概念及创建方法，重点讲解了线程池的作用与使用方式，包括如何避免因创建过多线程而导致的性能问题。

先来复习一下什么是线程：

线程有时称为 轻量级进程。与进程一样，它们拥有通过程序运行的独立的并发路径，并且每个线程都有自己的程序计数器，称为堆栈和本地变量。然而，线程存在于进程中，它们与同一进程内的其他线程共享内存、文件句柄以及每进程状态。

一个进程中的线程是在同一个地址空间中执行的，所以多个线程可以同时访问相同对象，并且它们从同一堆栈中分配对象。

在 JDK 5.0 之前，确保线程安全的主要机制是 synchronized 原语。访问共享变量（那些可以由多个线程访问的变量）的线程必须使用同步来协调对共享变量的读写访问。

创建线程的方法：

可以用两种方法创建线程，通过扩展 Thread 和覆盖 run() 方法，或者通过实现 Runnable 接口和使用 Thread(Runnable) 构造函数：

class WorkerThread extends Thread { 
  public void run() { /* do work */ }
}
Thread t = new WorkerThread();
t.start();

或是

Thread t = new Thread(new Runnable() { 
  public void run() { /* do work */ }
}
t.start();

创建线程会使用相当一部分内存，其中包括有两个堆栈（Java 和 C），以及每线程数据结构。如果创建过多线程，其中每个线程都将占用一些 CPU 时间，结果将使用许多内存来支持大量线程，每个线程都运行得很慢。这样就无法很好地使用计算资源。

下面的代码就是一段不好的利用线程的代码：

class UnreliableWebServer { 
  public static void main(String[] args) {
    ServerSocket socket = new ServerSocket(80);
      while (true) {
      final Socket connection = socket.accept();
      Runnable r = new Runnable() {
        public void run() {
          handleRequest(connection);
        }
      };
      // Don't do this!
      new Thread(r).start();
    }
  }
}

当服务器被请求吞没时，UnreliableWebServer 类不能很好地处理这种情况。每次有请求时，就会创建新的类。根据操作系统和可用内存，可以创建的线程数是有限的。不幸的是，您通常不知道限制是多少 —— 只有当应用程序因为 OutOfMemoryError 而崩溃时才发现。如果足够快地向这台服务器上抛出请求的话，最终其中一个线程创建将失败，生成的 Error 会关闭整个应用程序。

为任务创建新的线程并不一定不好，但是如果创建任务的频率高，而平均任务持续时间低，我们可以看到每项任务创建一个新的线程将产生性能（如果负载不可预知，还有稳定性）问题.

使用线程池解决问题

管理一大组小任务的标准机制是组合工作队列和线程池。工作队列就是要处理的任务的队列，线程池是线程的集合，每个线程都提取公用工作队列。当一个工作线程完成任务处理后，它会返回队列，查看是否有其他任务需要处理。如果有，它会转移到下一个任务，并开始处理。作为一种额外好处，因为请求到达时，线程已经存在，从而可以消除由创建线程引起的延迟。因此，可以立即处理请求，使应用程序更易响应。而且，通过正确调整线程池中的线程数，可以强制超出特定限制的任何请求等待，直到有线程可以处理它，它们等待时所消耗的资源要少于使用额外线程所消耗的资源，这样可以防止资源崩溃。

说了半天，上段代码

class ReliableWebServer { 
  Executor pool =
    Executors.newFixedThreadPool(7);
    public static void main(String[] args) {
    ServerSocket socket = new ServerSocket(80);
      while (true) {
      final Socket connection = socket.accept();
      Runnable r = new Runnable() {
        public void run() {
          handleRequest(connection);
        }
      };
      pool.execute(r);
    }
  }
}

java.util.concurrent 包中包含灵活的线程池实现，Executor就是这个包中的。（以后会对其进行详细的介绍，但不在本文内）

创建 Executor 时，人们普遍会问的一个问题是“线程池应该有多大？”

用 WT 表示每项任务的平均等待时间，ST 表示每项任务的平均服务时间（计算时间）。则 WT/ST 是每项任务等待所用时间的百分比。对于 N 处理器系统，池中可以近似有 N*(1+WT/ST) 个线程。

本文只是列举部分jdk5中有关线程的东西，大部分是概念上的引导。