多线程的而应用场景(同时干多件事情)

来源:互联网 发布:c语言加法编程自定义 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 23:51

 可见,单线程确实费时间。因为单线程让CPU有了更多的闲暇时间,效率自然就低了。

100张火车票 ---5个售票点(5个线程)

最后,我用一个非常通俗的例子结束本文:

       假设一套数学练习试卷有10个题目,题目有难有易,如果第一个题目比较难,你傻傻地在那个地方死死地纠结,你很可能会卡住,此时老师又不在你身边,所以固执的你,一个题目也没有做出来,老师来了,发现你一个题目也没有做,你的效率自然就很低。这就是单线程模式,傻傻地直接往下做。如果采取多线程模式就好了,不会做,先跳过,先做容易的,等老师回来后,你再做难的,最根本的是要你处于忙碌状态,而不是死死地纠结在第一个问题上,那样,其实你没有在忙碌,你在浪费时间,效率自然就低。

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
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。


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。


单个线程中的程序,是顺序执行的。如果前面的操作发生了阻塞,那么就会影响到后面的操作。这时候可以采用多线程,我感觉就等于是异步调用。这样的例子有很多: 

ajax调用,就是浏览器会启一个新的线程,不阻塞当前页面的正常操作; 

打一个比方,多线程就相当于,把要炒的菜放到了不同的锅里,然后用不同的炉来炒,当然速度会比较快。本来需要先炒西红柿,10分钟;再炒白菜10分钟;加起来就需要20分钟。用了多线程以后,分别放在2个锅里炒,10分钟就都炒好了 


多线程的优缺点

何时使用多线程技术,何时避免用它,是我们需要掌握的重要课题。多线程技术是一把双刃剑,在使用时需要充分考虑它的优缺点。
多线程处理可以同时运行多个线程。由于多线程应用程序将程序划分成多个独立的任务,因此可以在以下方面显著提高性能:
(1)多线程技术使程序的响应速度更快 ,因为用户界面可以在进行其它工作的同时一直处于活动状态;

(2)当前没有进行处理的任务时可以将处理器时间让给其它任务;

(3)占用大量处理时间的任务可以定期将处理器时间让给其它任务;

(4)可以随时停止任务;

(5)可以分别设置各个任务的优先级以优化性能。

是否需要创建多个线程取决于各种因素。在以下情况下,最适合采用多线程处理:
(1)耗时或大量占用处理器的任务阻塞用户界面操作;

(2)各个任务必须等待外部资源 (如远程文件或 Internet连接)。


同样的 ,多线程也存在许多缺点 ,在考虑多线程时需要进行充分的考虑。多线程的主要缺点包括:
(1)等候使用共享资源时造成程序的运行速度变慢。这些共享资源主要是独占性的资源 ,如打印机等。

(2)对线程进行管理要求额外的 CPU开销。线程的使用会给系统带来上下文切换的额外负担。当这种负担超过一定程度时,多线程的特点主要表现在其缺点上,比如用独立的线程来更新数组内每个元素。

(3)线程的死锁。即较长时间的等待或资源竞争以及死锁等多线程症状。

(4)对公有变量的同时读或写。当多个线程需要对公有变量进行写操作时,后一个线程往往会修改掉前一个线程存放的数据,从而使前一个线程的参数被修改;另外 ,当公用变量的读写操作是非原子性时,在不同的机器上,中断时间的不确定性,会导致数据在一个线程内的操作产生错误,从而产生莫名其妙的错误,而这种错误是程序员无法预知的。 



死锁属于操作系统的概念了……其实很好理解。最经典的例子就是,You first,You first问题。一个门,两个“中国人”,都很有礼貌,走碰头了,都想过这个门,两个人都谦让对方先过,结果是,谁也过不去……。还有就是哲学家问题!说是四个哲学家坐在桌子上等着吃饭,每个人一边一根筷子,四个人四根筷子。一个人拿到两根筷子的时候才能吃。否则等待…… ,有一种情况就是,四个人,每个人都拿了一根筷子,还没有人放手。结果四个人都饿死……
所以死锁发生需要几个条件
1.循环等待
2.不可剥夺
3.资源独占
4.这个忘掉了……不好意思……想起来了。是保持申请……


线程池是一种多线程处理形式,处理过程中将任务添加到队列,然后在创建线程后自动启动这些任务。线程池线程都是后台线程。每个线程都使用默认的堆栈大小,以默认的优先级运行,并处于多线程单元中


 使用线程池的好处: 

    1.减少在创建和销毁线程上所花的时间以及系统资源的开销 
    2.如不使用线程池,有可能造成系统创建大量线程而导致消耗完系统内存以及”过度切换”。 

newSingleThreadExecutor

newFixedthreadPool



newCachedThreadPool

newScheduledThreadPool




package basicsTest;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class ThreadPoolDemo {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stub//创建一个单线程的线程池ExecutorService es=Executors.newSingleThreadExecutor();//创建一个固定大小的线程池ExecutorService es1=Executors.newFixedThreadPool(2);//创建一个可缓存的线程池ExecutorService es2=Executors.newCachedThreadPool();//创建一个大小无限的线程池ExecutorService es3=Executors.newScheduledThreadPool(2);MyThread my =new MyThread();MyThread my2 =new MyThread();//es.execute(my);//不用new Thread,一分钟还没有就释放//es.execute(my2);//不用new Thread,一分钟还没有就//System.out.println(Thread.currentThread().getName()); es.shutdown();//关闭线程池,如果不关闭线程池将一直运行。}} class MyThread implements Runnable{@Overridepublic void run() {// TODO Auto-generated method stubfor(int i=0;i<10;i++){try {Thread.sleep(1000);} catch (Exception e) {// TODO: handle exceptione.printStackTrace();}System.out.println("MyThread---"+i);}}}


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