JUC并发编程 01——多线程基础知识

一.线程应用

异步调用

以调用方角度来讲，如果

• 需要等待结果返回，才能继续运行就是同步
• 不需要等待结果返回，就能继续运行就是异步

应用

• 比如在项目中，视频文件需要转换格式等操作比较费时，这时开一个新线程处理视频转换，避免阻塞主线程
• 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
• ......

并行调用

在项目开发中，经常会遇到一个问题：在一个后端接口里，往往会进行多项耗时任务（相互之间独立，没有依赖）的操作。

如：让你设计一个APP首页查询的接口，它需要查用户信息、需要查banner信息、需要查标签信息等等。一般情况，会实现如下：

public AppHeadInfoResponse queryAppHeadInfo(AppInfoReq req) {
    //查用户信息
    UserInfoParam userInfoParam = buildUserParam(req);
    UserInfoDTO userInfoDTO = userService.queryUserInfo(userInfoParam);
    //查banner信息
    BannerParam bannerParam = buildBannerParam(req);
    BannerDTO bannerDTO = bannerService.queryBannerInfo(bannerParam);
    //查标签信息
    LabelParam labelParam = buildLabelParam(req);
    LabelDTO labelDTO = labelService.queryLabelInfo(labelParam);
    //组装结果
    return buildResponse(userInfoDTO,bannerDTO,labelDTO);
}

以上的代码实现中，查询用户、banner、标签信息，是串行的。 如果查询用户信息耗时200ms，查询banner信息100ms，查询标签信息200ms的话，耗时就是500ms了。

我们可以对这些耗时任务进行并行操作，从而使得：响应时间 约等于 耗时最大的任务处理时间，这样可以大大降低系统的响应时间，如下图所示：

注意

• 单核 cpu 下，多线程不能实际提高程序运行效率，只是为了能够在不同的任务之间切换，不同线程轮流使用cpu ，不至于一个线程总占用 cpu，别的线程没法干活
• 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
• IO 操作只占用少量 cpu，只是我们一般拷贝文件使用的是【阻塞 IO】，这时相当于线程虽然只占用少量 cpu，但需要一直等待 IO 结束，没能充分利用线程。所以才有后面的【非阻塞 IO】和【异步 IO】优化

二.Java线程相关概念

进程

是程序的⼀次执⾏，是系统进⾏资源分配和调度的独⽴单位，每⼀个进程都有它⾃⼰的内存空间和系统资源

线程

线程与进程相似，但线程是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行的过程中可以产生多个线程。线程是系统调度的基本单位。

管程（Monitor，监视器）

• 也就是我们平时所说的锁，Monitor其实是一种同步机制，他的义务是保证（同一时间）只有一个线程可以访问被保护的数据和代码。
• JVM中同步是基于进入和退出监视器对象(Monitor，管程对象)来实现的，每个对象实例都会有一个Monitor对象，Monitor对象会和Java对象一同创建并销毁，它底层是由C++语言来实现的。

JVM第3版描述如下：

三.用户线程和守护线程

Java线程分为用户线程和守护线程，线程的daemon属性为true表示是守护线程，false表示是用户线程。

守护线程

是一种特殊的线程，在后台默默地完成一些系统性的服务，比如垃圾回收线程。当程序中所有用户线程执行完毕之后，不管守护线程是否结束，系统都会自动退出。

用户线程

是系统的工作线程，它会完成这个程序需要完成的业务操作。