JUC--线程应用

发表于 更新于 分类于

JUC–线程应用

背景

  • JUC–进程与线程

  • 博主以黑马JUC进行学习

应用之异步调用

  • 从方法调用的角度来讲，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
  • 设计
    • 多线程可以让方法执行变为异步的（即不要巴巴干等着）。比如说读取磁盘文件时，假设读取操作花费了 5 秒钟，如果没有线程调度机制，这 5 秒调用者什么都做不了，其代码都得暂停…
  • 结论
    • 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
    • ui 程序中，开线程进行其他操作，避免阻塞 ui 线程
    • 长时间使用异步好
  • 案例
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
//同步等待
@Slf4j(topic = "c.Sync")
public class Sync{
    public static void main(String[] args){
        FileReader.read(Constants.MP4_FULL_PATH);//同步
        log.debug("do other things ...")
    }
}

//异步不等待
@Slf4j(topic = "c.Sync")
public class Sync{
    public static void main(String[] args){
       new Thread() -> FileReader.read(Constants.MP4_FULL_PATH).start();//异步
        log.debug("do other things ...")
    }
}

应用之提高效率

  • 充分利用多核cpu的优势，提高运行效率。想象下面场景，执行3个计算，最后将计算结果汇总。
1
2
3
4
计算 1  花费 10ms
计算 2  花费 11ms
计算 3  花费 9ms
汇总需要1ms

  • 如果是串行执行，那么总共花费的时间是10 + 11 + 9 + 1 =31ms

  • 但如果是四核cpu，那么3个线程是并行的，花费时间取决于最长的那个线程运行的时间，即11ms最后加上汇总时间只会花费12ms

    • 注意： 需要在多核cpu才能提高效率，单核仍然是轮流执行

  • 设计

    • 环境搭建
      • 基准测试工具选择，使用了比较靠谱的JMH,它会执行程序预热，执行多次测试并平均
      • cpu核数限制，有俩种思路
        • 使用虚拟机，分配合适的核
        • 使用msconfig，分配合适的核，需要重启比较麻烦
      • 并行计算方式选择
        • 最初想直接使用parallel stream，后来发现它有自己的问题
        • 改为了自己手动控制thread，实现简单的并行计算

  • 结论

    • 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：
      • 有些任务，经过精心设计，将任务拆分、并行执行，当然可以提高程序的运行效率。但不是所有计算任务都能拆分
      • 不是所有任务都需要拆分，任务的目的如果不同，谈拆分和效率没啥意义。
    • IO 操作不占用 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不用 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。