java多线程调度

‘壹’ java多线程详细理解

• 多线程：指的是这个程序（一个进程）运行时产生了不止一个线程

• 并行与并发：

• 并行：多个cpu实例或者多台机器同时执行一段处理逻辑，是真正的同时。

• 并发：通过cpu调度算法，让用户看上去同时执行，实际上从cpu操作层面不是真正的同时。并发往往在场景中有公用的资源，那么针对这个公用的资源往往产生瓶颈，我们会用TPS或者QPS来反应这个系统的处理能力。

• 线程安全：经常用来描绘一段代码。指在并发的情况之下，该代码经过多线程使用，线程的调度顺序不影响任何结果。这个时候使用多线程，我们只需要关注系统的内存，cpu是不是够用即可。反过来，线程不安全就意味着线程的调度顺序会影响最终结果，如不加事务的转账代码：

  

• 同步：Java中的同步指的是通过人为的控制和调度，保证共享资源的多线程访问成为线程安全，来保证结果的准确。如上面的代码简单加入@synchronized关键字。在保证结果准确的同时，提高性能，才是优秀的程序。线程安全的优先级高于性能。

‘贰’ 如何解决java 多线程问题

Java线程同步需要我们不断的进行相关知识的学习，下面我们就来看看如何才能更好的在学习中掌握相关的知识讯息，来完善我们自身的编写手段。希望大家有所收获。 Java线程同步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Java线程同步的优先级，线程的优先级界于1（MIN_PRIORITY）和10（MAX_PRIORITY）之间，缺省是5（NORM_PRIORITY）。 Java线程同步 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：1. 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Java线程同步方能获得该锁，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：1. synchronized（syncObject）2. {3. //允许访问控制的代码4. } 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。 Java线程同步的阻塞 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Java线程同步对共享资源的访问，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Java线程同步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。

‘叁’ java 多线程是什么

进程是程序在处理机中的一次运行。一个进程既包括其所要执行的指令，也包括了执行指令所需的系统资源，不同进程所占用的系统资源相对独立。所以进程是重量级的任务，它们之间的通信和转换都需要操作系统付出较大的开销。

线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源，但它可以与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。所以线程是轻量级的任务，它们之间的通信和转换只需要较小的系统开销。

Java支持多线程编程，因此用Java编写的应用程序可以同时执行多个任务。Java的多线程机制使用起来非常方便，用户只需关注程序细节的实现，而不用担心后台的多任务系统。

Java语言里，线程表现为线程类。Thread线程类封装了所有需要的线程操作控制。在设计程序时，必须很清晰地区分开线程对象和运行线程，可以将线程对象看作是运行线程的控制面板。在线程对象里有很多方法来控制一个线程是否运行，睡眠，挂起或停止。线程类是控制线程行为的唯一的手段。一旦一个Java程序启动后，就已经有一个线程在运行。可通过调用Thread.currentThread方法来查看当前运行的是哪一个线程。

‘肆’ 线程的调度分为几种模型,在java中是使用哪种调度模型

Java程序属于抢占式调度，哪个线程的优先级高，哪个线程抢到的CPU时间片的概率就高；如果两个线程同一个优先级，则CPU随机选择一个执行。

‘伍’ java的多线程是OS调度还是JVM调度的呢

现在java线程和操作系统线程之间的对应关系有三种：
多对一、一对一、多对多

多对一就是所说的“Green thread”，一个java应用程序
被当作一个任务被操作系统调度，而这个java应用程序里
的多个线程则由虚拟机调度执行。也可以说由虚拟机选出
一个多线程java程序里的一个线程作为活动线程，这个线
程再作为操作系统的一个任务被操作系统调度。

一对一就是一个java线程对应一个操作系统线程了，即同
一个多线程java程序里的所有线程都由操作系统统一调度。

多对多还不是很明白。。。

‘陆’ Java的多线程和CPU

CPU对于各个线程的调度是随机的（分时调度），而在Java中，JVM负责线程的调度，可更好地分配CPU的使用权。对于线程的调度一般有两种模式，分时调度和抢占式调度。分时调度是按照顺序平均分配；抢占调度是按照优先级来进行分配。

‘柒’ 如何深刻理解Java多线程

线程是系统调度中的最小单位，因为其拥有比进程更小的资源消耗，因此，在进行同类事情，需要进行互相的通讯等等事情的时候，都采用线程来进行处理。
对于只做固定的一件事情（比如：计算1+2+3+...+9999999）来说，其性能上不会比采用单线程的整体效率高，原因是，同时都是要做这么多运算，采用多线程的话，系统在进行线程调度的过程中喙浪费一些资源和时间，从而性能上下降。
那么，多线程是否就没有存在的意义了呢？答案当然不是的。多线程还是有存在的价值的，我们在写输入流输出流，写网络程序等等的时候，都会出现阻塞的情况，如果说，我们不使用多线程的话，从A中读数据出来的时候，A因为没有准备好，而整个程序阻塞了，其他的任何事情都没法进行。如果采用多线程的话，你就不用担心这个问题了。还举个例子：游戏中，如果A角色和B角色采用同一个线程来处理的话，那么，很有可能就会出现只会响应A角色的操作，而B角色就始终被占用了的情况，这样，玩起来肯定就没劲了。
因此，线程是有用的，但也不是随便乱用，乱用的话，可能造成性能的低下，它是有一点的适用范围的，一般我认为：需要响应多个人的事情，从设计上需要考虑同时做一些事情（这些事情很多情况下可能一点关系都没有，也有可能有一些关系的）。
使用多线程的时候，如果某些线程之间涉及到资源共享、互相通讯等等问题的时候，一定得注意线程安全的问题，根据情况看是不是需要使用synchronized关键字。

‘捌’ 在Java 中多线程的实现方法有哪些，如何使用

Java多线程的创建及启动

Java中线程的创建常见有如三种基本形式

1.继承Thread类，重写该类的run()方法。

复制代码

1 class MyThread extends Thread {

2

3 private int i = 0;

4

5 @Override

6 public void run() {

7 for (i = 0; i < 100; i++) {

8 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);

9 }

10 }

11 }

复制代码

复制代码

1 public class ThreadTest {

2

3 public static void main(String[] args) {

4 for (int i = 0; i < 100; i++) {

5 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);

6 if (i == 30) {

7 Thread myThread1 = new MyThread(); // 创建一个新的线程 myThread1 此线程进入新建状态

8 Thread myThread2 = new MyThread(); // 创建一个新的线程 myThread2 此线程进入新建状态

9 myThread1.start(); // 调用start()方法使得线程进入就绪状态

10 myThread2.start(); // 调用start()方法使得线程进入就绪状态

11 }

12 }

13 }

14 }

复制代码

如上所示，继承Thread类，通过重写run()方法定义了一个新的线程类MyThread，其中run()方法的方法体代表了线程需要完成的任务，称之为线程执行体。当创建此线程类对象时一个新的线程得以创建，并进入到线程新建状态。通过调用线程对象引用的start()方法，使得该线程进入到就绪状态，此时此线程并不一定会马上得以执行，这取决于CPU调度时机。

2.实现Runnable接口，并重写该接口的run()方法，该run()方法同样是线程执行体，创建Runnable实现类的实例，并以此实例作为Thread类的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象。

复制代码

1 class MyRunnable implements Runnable {

2 private int i = 0;

3

4 @Override

5 public void run() {

6 for (i = 0; i < 100; i++) {

7 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);

8 }

9 }

10 }

复制代码

复制代码

1 public class ThreadTest {

2

3 public static void main(String[] args) {

4 for (int i = 0; i < 100; i++) {

5 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);

6 if (i == 30) {

7 Runnable myRunnable = new MyRunnable(); // 创建一个Runnable实现类的对象

8 Thread thread1 = new Thread(myRunnable); // 将myRunnable作为Thread target创建新的线程

9 Thread thread2 = new Thread(myRunnable);

10 thread1.start(); // 调用start()方法使得线程进入就绪状态

11 thread2.start();

12 }

13 }

14 }

15 }

复制代码

相信以上两种创建新线程的方式大家都很熟悉了，那么Thread和Runnable之间到底是什么关系呢？我们首先来看一下下面这个例子。

复制代码

1 public class ThreadTest {

2

3 public static void main(String[] args) {

4 for (int i = 0; i < 100; i++) {

5 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);

6 if (i == 30) {

7 Runnable myRunnable = new MyRunnable();

8 Thread thread = new MyThread(myRunnable);

9 thread.start();

10 }

11 }

12 }

13 }

14

15 class MyRunnable implements Runnable {

16 private int i = 0;

17

18 @Override

19 public void run() {

20 System.out.println("in MyRunnable run");

21 for (i = 0; i < 100; i++) {

22 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);

23 }

24 }

25 }

26

27 class MyThread extends Thread {

28

29 private int i = 0;

30

31 public MyThread(Runnable runnable){

32 super(runnable);

33 }

34

35 @Override

36 public void run() {

37 System.out.println("in MyThread run");

38 for (i = 0; i < 100; i++) {

39 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);

40 }

41 }

42 }

复制代码

同样的，与实现Runnable接口创建线程方式相似，不同的地方在于

1 Thread thread = new MyThread(myRunnable);

那么这种方式可以顺利创建出一个新的线程么？答案是肯定的。至于此时的线程执行体到底是MyRunnable接口中的run()方法还是MyThread类中的run()方法呢？通过输出我们知道线程执行体是MyThread类中的run()方法。其实原因很简单，因为Thread类本身也是实现了Runnable接口，而run()方法最先是在Runnable接口中定义的方法。

1 public interface Runnable {

2

3 public abstract void run();

4

5 }

我们看一下Thread类中对Runnable接口中run()方法的实现：

复制代码

@Override

public void run() {

if (target != null) {

target.run();

}

}

复制代码

也就是说，当执行到Thread类中的run()方法时，会首先判断target是否存在，存在则执行target中的run()方法，也就是实现了Runnable接口并重写了run()方法的类中的run()方法。但是上述给到的列子中，由于多态的存在，根本就没有执行到Thread类中的run()方法，而是直接先执行了运行时类型即MyThread类中的run()方法。

3.使用Callable和Future接口创建线程。具体是创建Callable接口的实现类，并实现clall()方法。并使用FutureTask类来包装Callable实现类的对象，且以此FutureTask对象作为Thread对象的target来创建线程。

看着好像有点复杂，直接来看一个例子就清晰了。

复制代码

1 public class ThreadTest {

2

3 public static void main(String[] args) {

4

5 Callable<Integer> myCallable = new MyCallable(); // 创建MyCallable对象

6 FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(myCallable); //使用FutureTask来包装MyCallable对象

7

8 for (int i = 0; i < 100; i++) {

9 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);

10 if (i == 30) {

11 Thread thread = new Thread(ft); //FutureTask对象作为Thread对象的target创建新的线程

12 thread.start(); //线程进入到就绪状态

13 }

14 }

15

16 System.out.println("主线程for循环执行完毕..");

17

18 try {

19 int sum = ft.get(); //取得新创建的新线程中的call()方法返回的结果

20 System.out.println("sum = " + sum);

21 } catch (InterruptedException e) {

22 e.printStackTrace();

23 } catch (ExecutionException e) {

24 e.printStackTrace();

25 }

26

27 }

28 }

29

30

31 class MyCallable implements Callable<Integer> {

32 private int i = 0;

33

34 // 与run()方法不同的是，call()方法具有返回值

35 @Override

36 public Integer call() {

37 int sum = 0;

38 for (; i < 100; i++) {

39 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);

40 sum += i;

41 }

42 return sum;

43 }

44

45 }

复制代码

首先，我们发现，在实现Callable接口中，此时不再是run()方法了，而是call()方法，此call()方法作为线程执行体，同时还具有返回值！在创建新的线程时，是通过FutureTask来包装MyCallable对象，同时作为了Thread对象的target。那么看下FutureTask类的定义：

1 public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {

2

3 //....

4

5 }

1 public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {

2

3 void run();

4

5 }

于是，我们发现FutureTask类实际上是同时实现了Runnable和Future接口，由此才使得其具有Future和Runnable双重特性。通过Runnable特性，可以作为Thread对象的target，而Future特性，使得其可以取得新创建线程中的call()方法的返回值。

执行下此程序，我们发现sum = 4950永远都是最后输出的。而“主线程for循环执行完毕..”则很可能是在子线程循环中间输出。由CPU的线程调度机制，我们知道，“主线程for循环执行完毕..”的输出时机是没有任何问题的，那么为什么sum =4950会永远最后输出呢？

原因在于通过ft.get()方法获取子线程call()方法的返回值时，当子线程此方法还未执行完毕，ft.get()方法会一直阻塞，直到call()方法执行完毕才能取到返回值。

上述主要讲解了三种常见的线程创建方式，对于线程的启动而言，都是调用线程对象的start()方法，需要特别注意的是：不能对同一线程对象两次调用start()方法。

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‘玖’ Java中多线程调度如何实现

多线程有两种实现方法，分别是继承Thread类与实现Runnable接口
同步的实现方面有两种，分别是synchronized,wait与notify