JAVA进阶系列 - 并发编程 - 第2篇 线程应用

目标

  1. 线程应用

内容

1. 线程应用

在上一篇中,我们简单的讲解了进程、线程、并发、并行的一些基础概念。那么在本篇中,我们就来对线程入个门,学习一下线程的基本使用。

1.1. 利用线程进行异步调用

在常规的代码块中,我们的程序都是由上到下按序执行的,如果中间有一段耗时较长的命令在执行,那么在它下面的命令,哪怕是没有关联的,也必须等待他执行结束才能执行,如下图所示:

同步方式.png

图中可以看到,程序从开始到结束一共运行了10秒钟。它在运行到sleep()这一行的时候就一直在等待方法的运行,直到它运行结束了,程序才会继续向下运行,这种方式称之为同步

异步,则是不需要等待结果返回就能继续向下运行,如下图所示:

异步方式.png

通过图中结果我们可以看到,当前的代码块中程序并没有等待sleep()方法的运行,直接就结束了程序的运行,而sleep()方法则一直运行到任务结束。

在项目中,我们有些操作的耗时时间是比较长的,比如说读取一个磁盘文件等,如果没有线程调度机制,那么在读取文件的这段时间内,调用者就无法进行其他的操作,只能干等着,这样的体验感是很差的。我们在这时新开一个线程处理文件的读取,避免主线程的阻塞,让调用者在等待的同时还能进行其他的操作,这才是一个理想的状态。

tomcat的异步servlet也是类似的目的,让用户线程处理耗时较长的操作,避免阻塞tomcat的工作线程。

1.2. 异步调用带来的效率提升

在同步的代码块中,我们需要使用几个不相关的方法来返回最终结果,需要等待每一个方法运行结束才能拿到最终结果,耗时会比较长,如下图:

同步方式.png

这段程序一共运行了9秒钟,而通过多线程,在多核CPU下进行并发执行,这段程序的耗时取决于耗时最长的那个方法,如下图中的 t2:

异步方式.png

两种方式的结果一致,异步的方式比同步方式耗时缩短了很多。在类似的这种几个方法间互相不依赖,而后面又有一处命令需要同时用到这几个方法的返回值时,可以使用异步调用的方式来提升效率。

注:这里的异步调用是建立在多核CPU的基础下,采用并行的方式来提升程序的效率的。如果是单核CPU则无法达到提升的效果,单核CPU中程序实际上还是为串行执行的。上次测试完环境给我删了没重新搭建,所以这里没办法附带图片,感兴趣的小伙伴可以自己到虚拟机中进行尝试。

总结

  1. 单核CPU下,多线程并不能实际提高程序的运行效率,只是为了能够在不同的任务之间进行切换,使不同线程轮流使用CPU,不至于一个线程总占用CPU,别的线程一直在等待。

  2. 多核CPU可以并行跑多个线程,但能否提高程序运行效率还是要分情况的:

    1. 一些复杂的程序,经过精心设计,将任务拆分,并行执行可以提高程序的运行效率;
    2. 如果任务的目的不同,谈拆分和效率没啥意义;

今天的文章到这里就结束了,小伙伴们有什么建议或者意见请联系我改进哦,我的公众号是:【该昵称无法识别】,你们的支持是我最大的动力!!!

推荐阅读更多精彩内容