***JAVA多線程的應用場景和應用目的舉例

多線程使用的主要目的在於：

一、吞吐量：你作WEB，容器幫你作了多線程，可是他只能幫你作請求層面的。簡單的說，可能就是一個請求一個線程。或多個請求一個線程。若是是單線程，那同時只能處理一個用戶的請求。

二、伸縮性：也就是說，你能夠經過增長CPU核數來提高性能。若是是單線程，那程序執行到死也就利用了單核，確定沒辦法經過增長CPU核數來提高性能。

鑑於你是作WEB的，第1點可能你幾乎不涉及。那這裏我就講第二點吧。

--舉個簡單的例子：
假設有個請求，這個請求服務端的處理須要執行3個很緩慢的IO操做（好比數據庫查詢或文件查詢），那麼正常的順序多是（括號裏面表明執行時間）：
a、讀取文件1  （10ms）
b、處理1的數據（1ms）
c、讀取文件2  （10ms）
d、處理2的數據（1ms）
e、讀取文件3  （10ms）
f、處理3的數據（1ms）
g、整合一、二、3的數據結果 （1ms）
單線程總共就須要34ms。
那若是你在這個請求內，把ab、cd、ef分別分給3個線程去作，就只須要12ms了。

因此多線程不是沒怎麼用，而是，你日常要善於發現一些可優化的點。而後評估方案是否應該使用。
假設仍是上面那個相同的問題：可是每一個步驟的執行時間不同了。
a、讀取文件1  （1ms）
b、處理1的數據（1ms）
c、讀取文件2  （1ms）
d、處理2的數據（1ms）
e、讀取文件3  （28ms）
f、處理3的數據（1ms）
g、整合一、二、3的數據結果 （1ms）
單線程總共就須要34ms。
若是仍是按上面的劃分方案（上面方案和木桶原理同樣，耗時取決於最慢的那個線程的執行速度），在這個例子中是第三個線程，執行29ms。那麼最後這個請求耗時是30ms。比起不用單線程，就節省了4ms。可是有可能線程調度切換也要花費個一、2ms。所以，這個方案顯得優點就不明顯了，還帶來程序複雜度提高。不太值得。

那麼如今優化的點，就不是第一個例子那樣的任務分割多線程完成。而是優化文件3的讀取速度。
多是採用緩存和減小一些重複讀取。
首先，假設有一種狀況，全部用戶都請求這個請求，那其實至關於全部用戶都須要讀取文件3。那你想一想，100我的進行了這個請求，至關於你花在讀取這個文件上的時間就是28×100=2800ms了。那麼，若是你把文件緩存起來，那隻要第一個用戶的請求讀取了，第二個用戶不須要讀取了，從內存取是很快速的，可能1ms都不到。

僞代碼：

Java code

 

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public  class  MyServlet  extends  Servlet{      private  static  Map<String, String> fileName2Data =  new  HashMap<String, String>();      private  void  processFile3(String fName){          String data = fileName2Data.get(fName);          if (data== null ){              data = readFromFile(fName);     //耗時28ms              fileName2Data.put(fName, data);          }          //process with data      } }

看起來好像還不錯，創建一個文件名和文件數據的映射。若是讀取一個map中已經存在的數據，那麼就不不用讀取文件了。
但是問題在於，Servlet是併發，上面會致使一個很嚴重的問題，死循環。由於，HashMap在併發修改的時候，多是致使循環鏈表的構成！！！（具體你能夠自行閱讀HashMap源碼）若是你沒接觸過多線程，可能到時候發現服務器沒請求也巨卡，也不知道什麼狀況！
好的，那就用ConcurrentHashMap，正如他的名字同樣，他是一個線程安全的HashMap，這樣能輕鬆解決問題。

Java code

 

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public  class  MyServlet  extends  Servlet{      private  static  ConcurrentHashMap<String, String> fileName2Data =  new  ConcurrentHashMap<String, String>();      private  void  processFile3(String fName){          String data = fileName2Data.get(fName);          if (data== null ){              data = readFromFile(fName);     //耗時28ms              fileName2Data.put(fName, data);          }          //process with data      } }

這樣真的解決問題了嗎，這樣雖然只要有用戶訪問過文件a，那另外一個用戶想訪問文件a，也會從fileName2Data中拿數據，而後也不會引發死循環。

但是，若是你以爲這樣就已經完了，那你把多線程也想的太簡單了，騷年！
你會發現，1000個用戶首次訪問同一個文件的時候，竟然讀取了1000次文件（這是最極端的，可能只有幾百）。What the fuckin hell!!!

難道代碼錯了嗎，難道我就這樣過個人一輩子！

好好分析下。Servlet是多線程的，那麼

Java code

 

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public  class  MyServlet  extends  Servlet{      private  static  ConcurrentHashMap<String, String> fileName2Data =  new  ConcurrentHashMap<String, String>();      private  void  processFile3(String fName){          String data = fileName2Data.get(fName);          //「偶然」-- 1000個線程同時到這裏，同時發現data爲null          if (data== null ){              data = readFromFile(fName);     //耗時28ms              fileName2Data.put(fName, data);          }          //process with data      } }

上面註釋的「偶然」，這是徹底有可能的，所以，這樣作仍是有問題。

所以，能夠本身簡單的封裝一個任務來處理。

Java code

 

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public  class  MyServlet  extends  Servlet{      private  static  ConcurrentHashMap<String, FutureTask> fileName2Data =  new  ConcurrentHashMap<String, FutureTask>();      private  static  ExecutorService exec = Executors.newCacheThreadPool();      private  void  processFile3(String fName){          FutureTask data = fileName2Data.get(fName);          //「偶然」-- 1000個線程同時到這裏，同時發現data爲null          if (data== null ){              data = newFutureTask(fName);              FutureTask old = fileName2Data.putIfAbsent(fName, data);              if (old== null ){                  data = old;              } else {                  exec.execute(data);              }          }          String d = data.get();          //process with data      }            private  FutureTask newFutureTask( final  String file){          return   new  FutureTask( new  Callable<String>(){              public  String call(){                  return  readFromFile(file);              }                private  String readFromFile(String file){ return  "" ;}          }      } }

以上全部代碼都是直接在bbs打出來的，不保證能夠直接運行。

 

多線程最多的場景：web服務器自己；各類專用服務器（如遊戲服務器）；
多線程的常見應用場景：
一、後臺任務，例如：定時向大量（100w以上）的用戶發送郵件；
二、異步處理，例如：發微博、記錄日誌等；
三、分佈式計算