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Java多线程编程作者 natrium 一 理解多线程多线程是这样一种机制 它允许在程序中并发执行多个指令流 每个指令流都称为一个线程 彼此间互相独立 线程又称为轻量级进程 它和进程一样拥有独立的执行控制 由操作系统负责调度 区别在于线程没有独立的存储空间 而是和所属进程中的其它线程共享一个存储空间 这使得线程间的通信远较进程简单 多个线程的执行是并发的 也就是在逻辑上 同时 而不管是否是物理上的 同时 如果系统只有一个CPU 那么真正的 同时 是不可能的 但是由于CPU的速度非常快 用户感觉不到其中的区别 因此我们也不用关心它 只需要设想各个线程是同时执行即可 多线程和传统的单线程在程序设计上最大的区别在于 由于各个线程的控制流彼此独立 使得各个线程之间的代码是乱序执行的 由此带来的线程调度 同步等问题 将在以后探讨 二 在Java中实现多线程我们不妨设想 为了创建一个新的线程 我们需要做些什么？很显然 我们必须指明这个线程所要执行的代码 而这就是在Java中实现多线程我们所需要做的一切?。牐犝媸巧衿妫ava是如何做到这一点的？通过类！作为一个完全面向对象的语言 Java提供了类 java lang Thread 来方便多线程编程 这个类提供了大量的方法来方便我们控制自己的各个线程 我们以后的讨论都将围绕这个类进行 那么如何提供给 Java 我们要线程执行的代码呢？让我们来看一看 Thread 类 Thread 类最重要的方法是 run() 它为Thread 类的方法 start() 所调用 提供我们的线程所要执行的代码 为了指定我们自己的代码 只需要覆盖它！方法一 继承 Thread 类 覆盖方法 run() 我们在创建的 Thread 类的子类中重写 run() 加入线程所要执行的代码即可 下面是一个例子 public class MyThread extends Thread {int count= number;public MyThread(int num) {number = num;System out println( 创建线程number);}public void run() {while(true) {System out println( 线程number:计数count);if(count== ) return;}}public static void main(String args[]) {for(int i = ; i5; i) new MyThread(i 1).start();}}这种方法简单明了 ， 符合大家的习惯 ， 但是，它也有一个很大的缺点，那就是如果我们的类已经从一个类继承（如小程序必须继承自 Applet 类），则无法再继承 Thread 类，这时如果我们又不想建立一个新的类，应该怎么办呢？我们不妨来探索一种新的方法：我们不创建 Thread 类的子类，而是直接使用它，那么我们只能将我们的方法作为参数传递给 Thread 类的实例，有点类似回调函数 。.WINgWIT.但是 Java 没有指针 ， 我们只能传递一个包含这个方法的类的实例 。那么如何限制这个类必须包含这一方法呢？当然是使用接口?。ㄋ淙怀橄罄嘁部陕? ，但是需要继承 ， 而我们之所以要采用这种新方法，不就是为了避免继承带来的限制吗？）Java 提供了接口 java.lang.Runnable 来支持这种方法 。方法二：实现 Runnable 接口Runnable 接口只有一个方法 run() ， 我们声明自己的类实现 Runnable 接口并提供这一方法，将我们的线程代码写入其中，就完成了这一部分的任务 。但是 Runnable 接口并没有任何对线程的支持，我们还必须创建 Thread 类的实例 ， 这一点通过 Thread 类的构造函数public Thread(Runnable target);来实现 。下面是一个例子：public class MyThread implements Runnable {int count= 1, number;public MyThread(int num) {number = num;System.out.println("创建线程 "number);}public void run() {while(true) {System.out.println("线程 "number":计数 "count);if(count== 6) return;} }public static void main(String args[]) {for(int i = 0; i5; i) new Thread(new MyThread(i 1)).start();}}严格地说，创建 Thread 子类的实例也是可行的，但是必须注意的是，该子类必须没有覆盖 Thread 类的 run 方法，否则该线程执行的将是子类的 run 方法，而不是我们用以实现Runnable 接口的类的 run 方法，对此大家不妨试验一下 。使用 Runnable 接口来实现多线程使得我们能够在一个类中包容所有的代码，有利于封装，它的缺点在于，我们只能使用一套代码，若想创建多个线程并使各个线程执行不同的代码，则仍必须额外创建类，如果这样的话，在大多数情况下也许还不如直接用多个类分别继承 Thread 来得紧凑 。综上所述，两种方法各有千秋，大家可以灵活运用 。下面让我们一起来研究一下多线程使用中的一些问题 。三：线程的四种状态1. 新状态：线程已被创建但尚未执行（start() 尚未被调用） 。2. 可执行状态：线程可以执行，虽然不一定正在执行 。CPU 时间随时可能被分配给该线程，从而使得它执行 。3. 死亡状态：正常情况下 run() 返回使得线程死亡 。调用 stop()或 destroy() 亦有同样效果，但是不被推荐，前者会产生异常，后者是强制终止，不会释放锁 。4. 阻塞状态：线程不会被分配 CPU 时间，无法执行 。四：线程的优先级 线程的优先级代表该线程的重要程度，当有多个线程同时处于可执行状态并等待获得 CPU 时间时，线程调度系统根据各个线程的优先级来决定给谁分配 CPU 时间，优先级高的线程有更大的机会获得 CPU 时间 ， 优先级低的线程也不是没有机会 ， 只是机会要小一些罢了 。你可以调用 Thread 类的方法 getPriority() 和 setPriority()来存取线程的优先级 ， 线程的优先级界于1(MIN_PRIORITY)和10(MAX_PRIORITY)之间，缺省是5(NORM_PRIORITY) 。五：线程的同步由于同一进程的多个线程共享同一片存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突这个严重的问题 。Java语言提供了专门机制以解决这种冲突，有效避免了同一个数据对象被多个线程同时访问 。由于我们可以通过 private 关键字来保证数据对象只能被方法访问，所以我们只需针对方法提出一套机制，这套机制就是 synchronized 关键字，它包括两种用法：synchronized 方法和 synchronized 块 。1. synchronized 方法：通过在方法声明中加入 synchronized关键字来声明 synchronized 方法 。如：public synchronized void accessVal(int newVal);synchronized 方法控制对类成员变量的访问：每个类实例对应一把锁，每个 synchronized 方法都必须获得调用该方法的类实例的锁方能执行，否则所属线程阻塞，方法一旦执行 ， 就独占该锁，直到从该方法返回时才将锁释放，此后被阻塞的线程方能获得该锁 ， 重新进入可执行状态 。这种机制确保了同一时刻对于每一个类实例 ， 其所有声明为 synchronized 的成员函数中至多只有一个处于可执行状态（因为至多只有一个能够获得该类实例对应的锁），从而有效避免了类成员变量的访问冲突（只要所有可能访问类成员变量的方法均被声明为 synchronized） 。在 Java 中，不光是类实例，每一个类也对应一把锁，这样我们也可将类的静态成员函数声明为 synchronized ，以控制其对类的静态成员变量的访问 。synchronized 方法的缺陷：若将一个大的方法声明为synchronized 将会大大影响效率 ， 典型地，若将线程类的方法 run() 声明为 synchronized，由于在线程的整个生命期内它一直在运行，因此将导致它对本类任何 synchronized 方法的调用都永远不会成功 。当然我们可以通过将访问类成员变量的代码放到专门的方法中，将其声明为 synchronized ，并在主方法中调用来解决这一问题 ， 但是 Java 为我们提供了更好的解决办法，那就是 synchronized 块 。2. synchronized 块：通过 synchronized关键字来声明synchronized 块 。语法如下： synchronized(syncObject) {//允许访问控制的代码}synchronized 块是这样一个代码块，其中的代码必须获得对象 syncObject （如前所述，可以是类实例或类）的锁方能执行，具体机制同前所述 。由于可以针对任意代码块，且可任意指定上锁的对象 ， 故灵活性较高 。六：线程的阻塞为了解决对共享存储区的访问冲突，Java 引入了同步机制，现在让我们来考察多个线程对共享资源的访问，显然同步机制已经不够了，因为在任意时刻所要求的资源不一定已经准备好了被访问，反过来，同一时刻准备好了的资源也可能不止一个 。为了解决这种情况下的访问控制问题 ， Java 引入了对阻塞机制的支持 。阻塞指的是暂停一个线程的执行以等待某个条件发生（如某资源就绪），学过操作系统的同学对它一定已经很熟悉了 。Java 提供了大量方法来支持阻塞，下面让我们逐一分析 。1. sleep() 方法：sleep() 允许 指定以毫秒为单位的一段时间作为参数，它使得线程在指定的时间内进入阻塞状态 ， 不能得到CPU 时间，指定的时间一过，线程重新进入可执行状态 。典型地，sleep() 被用在等待某个资源就绪的情形：测试发现条件不满足后，让线程阻塞一段时间后重新测试，直到条件满足为止 。2. suspend() 和 resume() 方法：两个方法配套使用，suspend()使得线程进入阻塞状态，并且不会自动恢复，必须其对应的resume() 被调用 ， 才能使得线程重新进入可执行状态 。典型地 ， suspend() 和 resume() 被用在等待另一个线程产生的结果的情形：测试发现结果还没有产生后，让线程阻塞，另一个线程产生了结果后 lishixinzhi/Article/program/Java/gj/201311/27622
如何提高Java并行程序性能在Java程序中，多线程几乎已经无处不在 。与单线程相比，多线程程序的设计和实现略微困难，但通过多线程，却可以获得多核CPU带来的性能飞跃 ， 从这个角度说 ， 多线程是一种值得尝试的技术 。
1.有关多线程的误区：线程越多 ， 性能越好
不少初学者可能认为 ， 线程数量越多，那么性能应该越好 。因为程序给的直观感受总是这样 。一个两个线程可能跑的很难，线程一多可能就快了 。但事实并非如此 。因为一个物理CPU一次只能执行一个线程，多个线程则意味着必须进行线程的上下文切换 ， 而这个代价是很高的 。因此，线程数量必须适量，最好的情况应该是N个CPU使用N个线程 ， 并且让每个CPU的占有率都达到100%，这种情况下，系统的吞吐量才发挥到极致 。但现实中，不太可能让单线程独占CPU达到100%，一个普遍的愿意是因为IO操作，无论是磁盘IO还是网络IO都是很慢的 。线程在执行中会等待 ， 因此效率就下来了 。这也就是为什么在一个物理核上执行多个线程会感觉效率高了，对于程序调度来说，一个线程等待时，也正是其它线程执行的大好机会 ， 因此，CPU资源得到了充分的利用 。
2.尽可能不要挂起线程
多线程程序免不了要同步，最直接的方法就是使用锁 。每次只允许一个线程进入临界区，让其它相关线程等待 。等待有2种，一种是直接使用操作系统指令挂起线程，另外一种是自旋等待 。在操作系统直接挂起，是一种简单粗暴的实现 ， 性能较差，不太适用于高并发的场景，因为随之而来的问题就是大量的线程上下文切换 。如果可以，尝试一下进行有限的自旋等待，等待不成功再去挂起线程也不迟 。这样很有可能可以避免一些无谓的开销 。JDK中ConcurrentHashMap的实现里就有一些自旋等待的实现 。此外Java虚拟机层面，对synchronized关键字也有自旋等待的优化 。
3.善用“无锁”
阻塞线程会带来性能开销，因此，一种提供性能的方案就是使用无锁的CAS操作 。JDK中的原子类，如AtomicInteger正是使用了这种方案 。在高并发环境中 ， 冲突较多的情况下 ， 性能远远好于传统的锁操作 。
4.处理好“伪共享”问题
CPU有一个高速缓存Cache 。在Cache中 ， 读写数据的最小单位是缓存行，如果2个变量存在一个缓存行中，那么在多线程访问中，可能会相互影响彼此的性能 。因此将变量存放于独立的缓存行中 ， 也有助于变量在多线程访问是的性能提升，大量的高并发库都会采用这种技术 。
如何将java 需要的代码 几乎同时执行？要做到极限接近同时执行 。首先你的电脑要具备至少2个核
然后你用多线程去实现
因为是双核的 。多线程的内容就不会再一个同一个cpu中互相抢资源，而是各自同时在一个cpu中跑 。这样的话可以保证cpu资源不被另一个线程抢走 。
多线程实现方法：
public class MyThread1 extends Thread{
private void foward(){
}
public void run(){
foward();
}
public static void main(String[] args) {
MyThread1 mt1 = new MyThread1();
MyThread1 mt2 = new MyThread1();
mt1.start();
mt2.start();
}
}
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链接：
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书名：Java并发编程实战
作者：Brian Goetz
译者：童云兰
豆瓣评分：9.0
出版社：机械工业出版社华章公司
出版年份：2012-2
页数：293
内容简介：
本书深入浅出地介绍了Java线程和并发，是一本完美的Java并发参考手册 。书中从并发性和线程安全性的基本概念出发 ， 介绍了如何使用类库提供的基本并发构建块 ， 用于避免并发危险、构造线程安全的类及验证线程安全的规则，如何将小的线程安全类组合成更大的线程安全类，如何利用线程来提高并发应用程序的吞吐量，如何识别可并行执行的任务，如何提高单线程子系统的响应性 ， 如何确保并发程序执行预期任务 ， 如何提高并发代码的性能和可伸缩性等内容，最后介绍了一些高级主题，如显式锁、原子变量、非阻塞算法以及如何开发自定义的同步工具类 。
本书适合Java程序开发人员阅读 。
作者简介：
本书作者都是Java Community Process JSR 166专家组（并发工具）的主要成员，并在其他很多JCP专家组里任职 。Brian Goetz有20多年的软件咨询行业经验，并著有至少75篇关于Java开发的文章 。Tim Peierls是“现代多处理器”的典范，他在BoxPop.biz、唱片艺术和戏剧表演方面也颇有研究 。Joseph Bowbeer是一个Java ME专家，他对并发编程的兴趣始于Apollo计算机时代 。David Holmes是《The Java Programming Language》一书的合著者，任职于Sun公司 。Joshua Bloch是Google公司的首席Java架构师，《Effective Java》一书的作者，并参与著作了《Java Puzzlers》 。Doug Lea是《Concurrent Programming》一书的作者，纽约州立大学 Oswego分校的计算机科学教授 。
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