Java并发之神的修炼之路---初识多线程

前言

并发的世界美好又多变，有时让人摸不着头脑，其中的概念苦涩无味，现在LZ现在以小说的形式描述并发中的核心概念以及并发的应用场景，希望能够帮助大家理解并发，并用并发技术解决问题。由于LZ水平有限，在写作的过程中难免会有错误或表述不准确的地方，恳请读者批评指正，让我和大家一块进步，共同学习。我的QQ邮箱：1310368322@qq.com.

故事背景

秋是一个初出茅庐的Java开发者，他对一切事物都感到无比的好奇，刚进这一行就听前辈们说过：一入程序深似海，但是他还是义无反顾的跳进了这个海中，初学程序的时候有时后感到很无力，每次运行程序的时候都提心吊胆，生怕出现了什么错误，但是错误还是一个接一个，庆幸的是，一次偶然的机会，他认识了一位大师，名道格,它精通Java，在并发领域可谓泰山北斗级别的人物。在秋的诚心与努力下，道格收下了秋作为自己的弟子，传授并发之术

初识多线程

秋迫不及待地想学并发之术，大师说：莫急，先来看看什么是进程？什么是线程？，道格领着秋来到了一家餐馆，只见其中的一个服务员来到了他们的桌前，说：“先生需要什么？”，大师说：“两份黄焖鸡”；只见服务员记下了菜单，交给了后厨，然后忙别的事去了，等了一会饭好了，服务员把饭端到了他们桌前，这时，大师说：

“这家餐馆就的一天的活动就是进程，进程是正在运行的程序，程序是由代码和数据组成的，程序是‘死的’，进程是‘活的’”，就好比这家餐馆一样，如果没有厨师，员工在这里运作，它只是一个建筑而已，一旦老板开始用这些东西的时候（把程序加载到内存），它就‘活了’，变成了一个进程。直到餐馆下班，没人了（进程退出）；

这里的员工、厨师都相当于线程，线程可以理解为在进程中独立运行的子任务，比如说，在餐馆营业的过程中，如果是一个人干完所有活（招呼顾客、做饭、收银等），就是单线程，多个人干活（不同类型的人干不同的活，服务员主要招呼顾客，厨师主要做饭）就是多线程，他们是独立的子任务，他们是能够运算调度的最小单位（操作系统能够进行运算调度的最小单
deff
位）；

我们修炼的并发之术用的语言是Java，在Java的世界里就充满了多线程，所以以后你要好好学习多线程，这是根基。秋点了点头。

多线程的优点

大师接着问：“那你说说为什么使用多线程？多线程有什么优点？”，秋说道：“多个线程一起工作肯定快啊，就像那个服务员一样，如果顾客多了一个人肯定忙不过来啊”，大师笑了笑，说道：“你只答对了一半，要回答这个问题，得先来看看计算机是如何工作的，

线程在其中是如何运行的，电脑中有一个非常珍贵零件叫做CPU，他是处理计算一切数据的的设备，电脑中许多进程中的线程都想得到它，好让自己的任务早早地执行，但是如果线程数大于CPU个数怎么办呢？比如说一个CPU三个线程，我该把CPU让给谁执行呢？操作系统老大想出了一个比较公平的办法，规定一个时间片[一般情况下对于每个线程时间片相同]，比如100ms,让线程去抢，谁抢到了就是谁的,时间片执行完了就进入下一轮的争夺，如下图：”



大师接着说：“那你觉得在单核下多线程有没有优点呢？”，秋想了想，说道：“如果只有一个CPU的话，我感觉还是一个线程执行好，多线程不好，还得去抢CPU”，大师说：“这你就错了，你忽略了线程进行IO操作，比如说一个线程在运行的过程中需要从磁盘上读取一个文件，这个时候他会把这个任务交给一个叫‘DMA’的设备去做，然后自己‘挂起’，挂起的状态就不占用CPU了，这个时候CPU是不是就闲下来了？这么珍贵的资源不用岂不浪费？你如果多启动几个线程的话，其中一个线程挂起不占CPU，别的线程还可以抢啊，CPU利用率不是就高了”，秋连连点头，大师接着说：“你说的那个是针对多个CPU而言的，多个CPU多线程可以充分地利用每一个核，如果只有一个线程那其他CPU岂不是页会浪费，好了，除了这个CPU资源利用率高还有什么优点？”

这下可难住了秋，只写过几千行代码的他怎么也想不出还有什么好处，大师看他为难的样子，说道：“这个问题回答不上来也正常，毕竟代码量少，通常,当只需要执行一种类型的任务时，在时间管理方面比执行多种类型任务要简单，比如你今天的任务有：去银行取钱、给女朋友买生日礼物，下午2点上课，这些任务如果是你一个人做的话，你需要考虑他们之间执行的顺序，有时候还需考虑他们之间的优先级，这样无疑是增加了你的负担，但是想象一下，你可以分成三个人，一个人去银行取钱，一个人给女朋友买生日礼物，一个人下午2点去上课，这样每一个都不需要考虑太多，只要完成自己的任务即可，这样的逻辑是不是更简单呢？对应到我们的程序也是如此，我们划分好职责，让不同的线程去执行，这样是不是逻辑很简单？不然的话需要考虑很多问题”

秋说：“恩恩，是啊，那我总结一下：多线程主要有两个优点：

①充分利用处理器资源

②使业务逻辑简单化”

大师说道：“总结的很好，今天就到这里，下次让你真正接触一下多线程”。秋高兴的点点头。