Java多线程通俗易懂解读

01. 了解Java程序运行过程

  1. java程序,都是通过java命令来运行,实际上,java命令是启动一个jvm进程; jvm就是java虚拟机,jvm翻译java字节码,找到main入口,启动java线程,从main入口,执行java程序;通常执行main的java线程是main线程。
  2. mian线程执行java代码过程中,可能会遇到创建新的线程情况,新创建的线程启动后,和main线程并行执行。即使main线程退出后,其他创建的线程可能还在运行。
程序运行的本质
  • 不管是什么语言的程序,最终都是转换成为机器010101...码执行,于是所有程序都可以抽象成执行者和任务清单,执行者最终体现在硬件上,最常见的是CPU,通用是处理器,在软件程序语言层面,执行者就是常说的进程/线程。另外一个是任务清单,执行者要工作,必须有一份任务清单,程序代码可以看作是任务清单,是人和机器交流的语言。人要驱动机器干活,必须说机器能听懂的语言,这就是程序语言。
  • 一份代码,为什么会出现多线程问题。打个比方,一份代码好比一份菜单做菜过程,假设要做10盘同样的菜,为了快,要10个人同时炒菜;想象一下,10个人同时用一个锅,炒出来的菜能吃吗。这个菜单做菜步骤就是一份代码,10个厨师同时炒菜就是10个线程并发,按理说并发也没问题,但是,因为共享一个锅,问题就出现了。这就是多线程问题。
多线程问题例子-计算固定字符串的md5值
public class Test { private static MessageDigest digest; public static void main(String[] args) throws Exception { try { digest = MessageDigest.getInstance("md5"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } calcMd5(); for (int i = 0; i < 10; i++) { new Thread(() -> { calcMd5(); }).start(); } } private static void calcMd5() { String str = "test"; byte[] res = digest.digest(str.getBytes(Charset.forName("utf-8"))); StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (byte b : res) { sb.append(String.format("%02x", b)); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + sb.toString()); } }

test的md5值是098f6bcd4621d373cade4e832627b4f6,
但上述代码,多线程执行,有的线程计算结果有问题,一次执行结果如下
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多线程并发问题解决 解决10个厨师同时用一口锅的问题,有如下方法
  • 每个厨师自己准备锅,即用线程的局部变量。
public class Test {public static void main(String[] args) throws Exception { MessageDigest digest; try { digest = MessageDigest.getInstance("md5"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } calcMd5(); for (int i = 0; i < 10; i++) { new Thread(() -> { calcMd5(); }).start(); } } private static void calcMd5() { String str = "test"; MessageDigest digest; try { digest = MessageDigest.getInstance("md5"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); return; } byte[] res = digest.digest(str.getBytes(Charset.forName("utf-8"))); StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (byte b : res) { sb.append(String.format("%02x", b)); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + sb.toString()); } }

  • 还是每个厨师一口锅,但这个锅不是厨师的,是饭馆提供的,即ThreadLocal
  • 共用一口锅也可以,但确保每次只有一个厨师再用,他用完了再到下一个,即用锁lock

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