【多線程與高併發】從一則招聘信息進入多線程的世界

多線程的學習方法

多線程做爲面試的重災區，若是咱們可以進行深刻的瞭解和使用，對咱們而言是很是有有益的，尤爲是在面試的時候，若是多線程回答的好，是很是可以加分的。這樣纔可以經受住面試官的奪命連環問！

無論學什麼，咱們都須要有一個總體的認知，俯瞰其全貌，瞭解其細節，若是能夠的話，最好是畫一個思惟導圖，將其中的分支和一個個的小的知識點，記錄上去，方便咱們學習的時候，逐步有條理的分解性學習，從而達到從點到面，從面到體的過程。

多於多線程的學習，比較推薦的天然仍是本身動手作小實驗和了解理論基礎，咱們在時間充裕的狀況下，能夠看有關於多線程的書籍，好比（Java多線程編程核心技術、Java併發編程實戰 （java併發的聖經）、多處理器編程的藝術）等等，可是對於時間不太充裕的同窗，看書和本身動手實踐的時間就會比較少，這個時候咱們只能靠背、看面試題的方法去學習。

壓榨CPU性能

在以前的時候，小農有看到一個面試要求，小農看到了以爲頗有意思，就記錄下來了，是什麼呢？

1. Java基礎紮實，熟悉JVM、多線程、集合等基礎，熟悉分佈式、緩存、消息、搜索等機制
2. 三年以上Java開發經驗，熟悉Spring、MyBatis等框架
3. 對於壓榨CPU性能有濃厚興趣!
4. 具備必定項目規劃和決策能力，善於捕捉業務需求、系統架構設計中存在的問題，並給出有效的解決方案
5. 具備高度領域設計能力和業務分析能力，能獨立分析和解決問題

咱們看到第三條，對CPU性能壓榨有濃厚的興趣，線程的歷史，就是對電腦CPU壓榨的一個歷史，當咱們的多線程越多效率越高，對於CPU的壓榨也就越厲害，可是壓榨的時候咱們也須要注意，在壓榨的同時，保證程序的正常運行也是咱們須要考慮的一個點。

線程的歷史

對於線程的歷史，其實就是對於服務器的CPU進行不斷的利用的升級過程。當咱們學習一個新技術的時候，去了解這個技術的背景，能夠更好的瞭解和掌握新技術，雖然這個過程看起來無用且浪費時間，可是在咱們後面的學習過程，可以幫助咱們更好的理解新技術。從線程的發展來看，能夠分爲五個階段：

一、單進程

最先的就是單進程進行人工切換，那個時候的程序，一次就只能運行一個程序，當咱們想要切換別的程序的時候，只能人工中止當前程序，再來運行別的程序，這個時候CPU利用率不高，不少時候是等着人工來進行干預，以下圖所示：

二、批處理

慢慢的有人就以爲這種方式太慢了，或者太影響效率了，因而就有了多進程批處理，能夠理解爲，在咱們進程裏面，有ABCDF五個程序，咱們能夠一次性輸出這五個程序，不用再他們之間在進行切換，可是若是程序A阻塞了，那麼其餘四個程序就須要進行等待，以下圖所示：

三、並行處理

把程序寫在不一樣的內存位置上來回切換，好比咱們有ABC三個程序，程序A去CPU進行運算，可是因爲網絡的延遲或者什麼緣由，致使程序A阻塞了，那麼這個時候程序B就能夠去CPU裏面去執行，若是程序B也阻塞了，那麼程序C就能夠去CPU裏面執行

四、多線程

程序內部能夠有不一樣的任務進行來回的線程切換，好比說咱們使用的IDEA，它內部可能有的在等待網絡的傳輸，有的在進行代碼的展現，有的在進行save，將咱們的代碼保存在歷史記錄等等，這些個任務他們執行的時候也是並行的執行的，這個時候就產生了線程的概念，線程是屬於一個進程裏面並行執行的這樣的不一樣的路線，一個程序不一樣任務的切換，一個線程若是要提高他的效率的，內部實際上是很是複雜的。其中設計到網絡和IO的知識。

五、纖程/協程

是一種最輕量化的線程，一種綠色的線程，它也是一種用戶線程，就是有用戶本身管理，再也不由計算機去管理， 讓應用程序能夠獨立決定本身的線程要如何運做。操做系統內核不能看見它，也不會爲它進行調度，纖程有本身的尋址空間。應用程序能夠在一個線程環境中建立多個纖程，而後手動運行它。纖程不會被自動運行，必需要由應用程序自已指定讓它運行，或換到下一個纖程。

進程/線程/纖程

一、什麼是進程

進程就是說在系統中正在運行的應用程序，程序一旦運行就是進程，好比咱們經常使用的QQ，WeChat等等，進程是系統進行資源分配的獨立實體，每一個進程都有本身獨立的地址空間，一個進程能夠有多個線程，每一個線程使用本身所屬進程的棧空間。

// 進程：是操做系統資源分配的基本單位，好比內存、打開文件、網絡IO，分配了獨立的內存空間
public class T00_Process {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("hello world");
    }
}
複製代碼

二、什麼是線程

線程是程序執行的最小單位，它被包含在進程之中，是進程中的實際運做單位。一條線程指的是一個單一順序的控制流，一個進程中能夠併發多個線程，每條線程並行執行不一樣的任務，一般也被稱爲輕量進程。

單線程：

單線程下，不一樣的執行路徑

多線程：

三、什麼是纖程

纖程（Fiber）包含獨立的目態棧，寄存器狀態的控制信息，目態控制的纖程轉接要求較高的編程經驗，因爲纖程屬於目態對象，一個纖程被封鎖意味着所在線程被封鎖，應用程序能夠經過ConvertThreadToFiber將線程轉換爲纖程，與線程對比，纖程具備切換速度快的特色。

纖程具備的特徵

• 線程是在Windows內核中實現的，操做系統會根據系統的調度算法對線程進行調度。
• 纖程是在用戶模式下實現的，內核對纖程一無所知。
• 纖程是更輕量級的線程，一個線程能夠包含一個或多個纖程

什麼是線程的切換

什麼是線程的上下文切換？： 多線程的上下文切換是指 CPU 控制權由一個已經正在運行的線程切換到另一個就緒並等待獲取 CPU 執行權的線程的過程。

單核CPU設定多線程是否有意義

一般一個任務不光 cpu 上要花時間， io 上也要花時間（例如去數據庫查數據，去抓網頁，讀寫文件等）。 一個進程在等 io 的時候， cpu 是閒置的，另外一個進程正好能夠利用 cpu 進行計算。 多幾個進程一塊兒跑，能夠把 io 和 cpu 都跑滿了。 如今通常都是虛擬資源，資源有彈縮機制，因此通常該跑多線程的時候就能夠跑多線程。

工做線程數是否是設置的越大越好

固然不是，線程的切換也是須要消耗資源的，越多意味着線程來回之間的切換。

我是牧小農，怕什麼真理無窮進一步有進一步的歡喜，你們加油