深入java多線程，認識多線程

1、什麼是多線程？

講到線程，不得不提到程序，而程序跟作業系統相關聯。一個程序對應的是一個運作中的應用程式，我們平時上的QQ、浏覽器都會有相對應的程序，程序是作業系統運作的基本機關，一個應用程式可能有多同時運作的程序。每個程序都有獨立的記憶體空間。在Windows系統中，一個運作的exe就是一個程序。

程序示例

線程是程序的子集，一個程序包含很多線程，每條線程并行執行不同的任務。一條線程是程序内部的一個獨立執行單元，是程序中的一個實體，被系統獨立排程和分派的基本機關，線程自己不擁有系統資源。我們常說的多線程并發，不是真正的同時運作多個線程，并發是cpu通過cpu排程算法按一定次序執行多個線程，在使用感覺上是感覺不到的。并行才是真正上的同時處理同時運作。現在電腦一般都是多核，可以同時處理多個線程，處理速度加快很多。

運作普通java程式需要一條線程（gc線程除外）。當運作一個類時，jvm會在作業系統中啟動一個線程，cpu接受到線程執行任務時即開始執行，直至執行完畢。

每當使用 java 指令執行一個類時，實際上都會啟動一個 JVM，每一個 JVM 實際上就是在作業系統中啟動了一個線程，java 本身具備了垃圾的收集機制，是以在 Java 運作時至少會啟動兩個線程。由于建立線程的開銷比建立程序的開銷小的多，是以在開發多任務運作的時候，通常考慮建立多線程，而不是建立多程序。

早期java對多線程的支援很差，算是軟肋，可能早期的cpu都是單核為主，硬體性能不高，再加上早期高并發現象很少，不像現在普遍都存在高并發。自jdk1.5以來，java不斷在完善對多線程的支援，優化synchronized效率，引入java.util.concurrent包，新建立了很多并發接口和類。在大資料時代，大型小型公司都存在高并發現象，可以說是随處可見，随着時代的發展，高并發場景隻會越來越多，cpu處理速度隻會加快，java作為現如今主流的伺服器端開發語言，對多線程的支援必不可少，多線程也将成為開發語言的重中之重。

2、為什麼要用多線程，使用多線程好處有哪些？

多線程出現的原因:

為了充分利用cpu資源，為了提高cpu的使用率，采用多線程的方式去同時完成幾件事情而不互相幹擾。處理大量的IO操作時或處理的情況需要花費大量的時間等等。比如：讀寫檔案，視訊圖像的處理。現如今cpu處理能力相對來說比較高，大部分時間都會有空閑的cup資源，多線程可以合理使用空閑cpu資源，加快程式運作速度。

1. 發揮多處理器的強大能力。
2. 處理異步事件。多線程能一部分線程接收用戶端請求，一部分線程處理請求。單線程不能同時處理，阻塞接收請求或者處理請求。
3. 響應更加靈敏的界面。
4. 提高程式運作效率。

3、多線程使用場景

• 日常接觸的jvm就是一個典型的多線程，一個線程運作java程式，同時另外線程運作gc，時時刻刻進行垃圾掃描回收
• tomcat容器，一部分線程接收請求，同時另一部分線程處理請求
• 下載下傳或者處理大檔案時，大檔案可以分成多個部分，每個線程處理一部分，很大程度加快了處理速度，縮短等待時間
• 異步處理任務，例如：訂單業務處理完，異步發送其他通知或者推送。會員注冊完成送積分，送積分需遠端通路另外的積分系統，或者通路比較耗時，可以開辟新的線程來處理這樣的請求。（非保障性）
• 備份、複制的操作，例如非常耗時的大檔案大資料的複制，備份資料庫，可以單獨開個線程進行處理。典型的比如mysql資料庫的主從複制，每次要主從同步時，mysql服務會在背景開啟新線程，同步binlog檔案。
• 大資料處理，單線程處理大資料耗時多，可以把資料分成多份，多個線程處理。例如要校驗一萬條資料，單線程要花十分鐘，将一萬條資料分10份，開10個線程處理，每個線程處理一千條，隻需大概一分鐘。
• 等等

4、多線程的不利之處

• 多線程運作需要更多的運作記憶體
• 多線程之間頻繁切換需耗費大量的cpu性能和時間，一般多線程都是按時間片來運作，時間片用完即切換下一個線程
• 多線程容易産生死鎖、資料共享、資料一緻性等問題。使用多線程無疑直接的加大了開發人員的工作量和工作難度，多線程程式比單線程程式的設計要複雜的多，對開發人員的要求也更高。在多線程環境下，會出現各種無法預知的多線程問題，如果保證資料多線程問題也是一大難點，由此，java也新建立對多線程支援的包、類、關鍵字、鎖等。

5、多線程一定快嗎

答案當然是不一定，多線程之間切換需要消耗cpu大量性能，不是所有的場景都要使用多線程。