Java多线程通俗易懂解读

01. 了解Java程序运行过程

1. java程序，都是通过java命令来运行，实际上，java命令是启动一个jvm进程;jvm就是java虚拟机，jvm翻译java字节码，找到main入口，启动java线程，从main入口，执行java程序；通常执行main的java线程是main线程。
2. mian线程执行java代码过程中，可能会遇到创建新的线程情况，新创建的线程启动后，和main线程并行执行。即使main线程退出后，其他创建的线程可能还在运行。

程序运行的本质

• 不管是什么语言的程序，最终都是转换成为机器010101...码执行，于是所有程序都可以抽象成执行者和任务清单，执行者最终体现在硬件上，最常见的是CPU，通用是处理器，在软件程序语言层面，执行者就是常说的进程/线程。另外一个是任务清单，执行者要工作，必须有一份任务清单，程序代码可以看作是任务清单，是人和机器交流的语言。人要驱动机器干活，必须说机器能听懂的语言，这就是程序语言。
• 一份代码，为什么会出现多线程问题。打个比方，一份代码好比一份菜单做菜过程，假设要做10盘同样的菜，为了快，要10个人同时炒菜；想象一下，10个人同时用一个锅，炒出来的菜能吃吗。这个菜单做菜步骤就是一份代码，10个厨师同时炒菜就是10个线程并发，按理说并发也没问题，但是，因为共享一个锅，问题就出现了。这就是多线程问题。

多线程问题例子-计算固定字符串的md5值

public class Test {
    private static MessageDigest digest;
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        try {
            digest = MessageDigest.getInstance("md5");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        calcMd5();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                calcMd5();
            }).start();
        }
    }
    private static void calcMd5() {
        String str = "test";
        byte[] res = digest.digest(str.getBytes(Charset.forName("utf-8")));
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : res) {
            sb.append(String.format("%02x", b));
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + sb.toString());
    }
}

test的md5值是098f6bcd4621d373cade4e832627b4f6，

但上述代码，多线程执行，有的线程计算结果有问题，一次执行结果如下

多线程并发问题解决

解决10个厨师同时用一口锅的问题，有如下方法

• 每个厨师自己准备锅，即用线程的局部变量。

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MessageDigest digest;
        try {
            digest = MessageDigest.getInstance("md5");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        calcMd5();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                calcMd5();
            }).start();
        }
    }
    private static void calcMd5() {
        String str = "test";
        MessageDigest digest;
        try {
            digest = MessageDigest.getInstance("md5");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return;
        }
        byte[] res = digest.digest(str.getBytes(Charset.forName("utf-8")));
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : res) {
            sb.append(String.format("%02x", b));
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + sb.toString());
    }
}

• 还是每个厨师一口锅，但这个锅不是厨师的，是饭馆提供的，即ThreadLocal
• 共用一口锅也可以，但确保每次只有一个厨师再用，他用完了再到下一个，即用锁lock