实战java高并发程序设计-java并发编程实战目录

说到高并发，这几年几乎成了编程界流行的网络名词。 离不开它，随着互联网的飞速发展，尤其是电子商务平台应用的迅猛发展，互联网服务内容越来越丰富，用户越来越多。 淘宝、天猫、京东。 音频等几乎成为了普罗大众每天必用的应用。 然而实战java高并发程序设计，在这些应用中看到的“天猫双11”、“京东618”、“商品秒杀”、“抢火车票”等，往往会在短时间内产生大量的并发访问和流量。 天猫双11的崩盘我不是没见过！ 那么如何解决这个高并发问题的第一个基础就是能够玩好线程，那么接下来的内容我们来学习一下线程。

1、为什么会有线程？

举个简单的例子，假设我们正在使用百度网盘应用，我们要使用百度网盘的上传下载功能。 如果没有线程，那么我们的操作只能是这样：上传文件的时候不能做其他的事情，需要上传成功才能下载其他的东西，上传文件只能一个一个上传，那将是非常糟糕的体验。 那么我们想要百度网盘可以同时上传下载，并且可以多次上传下载怎么办呢？ 没错，使用线程！

现在的操作系统不管是windows还是linux系列，基本上都是多用户多任务的操作系统，多任务是通过多线程来实现的。 多任务也称为并发。

2.操作系统中进程和线程的概念

说到线程，就不得不先提到进程。 很多人常常认为进程就是程序，那么它是一回事吗？ 让我们看一下流程的定义。

·工艺概览

在系统中能够独立运行的程序称为进程。 进程是CPU资源分配的最小单位；

例如：windows进程

每个进程都有自己独立的一块内存空间。 单核CPU是单进程处理，即一次只能处理一个进程，但系统可以给每个进程分配有限的CPU执行时间（称为CPU时间片），CPU执行一定的这个时间段的进程，然后跳转到下一个时间段的另一个进程去执行，因为CPU切换速度太快了，远远超出了我们肉眼的识别能力，所以我们看到很多进程好像在同时运行时间。 多核CPU可以实现多个进程同时执行，但是由于调度问题，一个核可能会在一个时间片内调用多个进程。

· 线程概述

线程是进程中完成一个进程的执行任务。 它是进程中的一条执行路径，与进程共享一块内存空间。 线程是程序中最小的执行单元。

线程本身不能单独存在，它需要在进程中运行。 一个进程可以有多个线程（例如：Java程序基本上有main主线程和GC线程（垃圾收集器）等两个或多个线程），同一个进程的所有线程共享进程的资源。

3. Java中的线程实现

通过前面的介绍，我们知道了线程，那么线程在Java中是如何实现的呢？ Java中线程的三种主要实现方式：

· 继承Thread类

实现Runnable接口

实现可调用接口

前两种实现方式比较通用，类和接口也在java.long包中。 第三个 Callable 在 java.util.concurrent 包中。 我们会在后面介绍它的实现和区别。 我们先来看一下。 下面是前两个实现。

(1)继承Thread类

首先，我们看到 Thread 类也实现了 Runnable 接口。

这样我们就可以直接创建Thread对象并使用了。

使用步骤：

A.继承Thread类或者直接创建Thread对象

B.在run方法中实现线程任务代码

C、调用Thread的start方法启动线程

分析：以下方法不需要定义类，使用更简单，适用于调用次数较少的情况。 另外，虽然run方法是在Thread类线程启动后执行的，但是线程的start方法是start方法！

start方法和run方法的区别：

run方法只是纯Thread类的一个普通方法，但是在线程启动的时候会被调用。 如果只使用thread.run()，只表示我们调用了thread的run方法，并没有开启新的线程。 代码仍然在主线程main中执行。

调用start方法表示一个新的线程已经创建，线程进入就绪状态。 当线程被CPU时间片处理完后实战java高并发程序设计，Java虚拟机会调用线程的run方法，执行里面的任务代码。 任务代码执行完毕后，线程Finish。 另外，start启动的新线程是一个独立的执行任务，后面的代码可以继续执行，不需要等待线程执行完。

使用 Thread 类的限制：

Thread类的实现虽然简单，但是由于Thread是一个类，Java中的类只能进行单继承，所以扩展线程的能力较差。

(2)实现Runable接口

Runnable 是一个功能接口（用@FunctionalInterface 装饰并且只有一个抽象方法）。 定义很简单，只有一个run方法。 源代码如下：

之前我们也介绍过，Thread类其实实现了Runable接口，启动线程执行任务代码的run方法其实就是Runnable接口的一个方法。 所以我们可以通过实现Runable接口，配合Thread类来实现线程的扩展使用。

使用步骤：

A.定义一个实现Runnable接口的类

B.在run方法中实现线程任务代码

C、通过Thread(Runnable r)构造方法传入Runnable接口实例对象，调用start方法启动线程

分析：

使用Runnable接口的实现，由于接口可以通过多种方式实现，Runnable接口可以被更多的类实现，扩展性比Thread强。 另外，由于Runnable是传入Thread构造函数创建的线程，所以Runnable需要依赖Used with Thread类，多个Thread对象可以使用同一个Runnable实例。

Runnable的Lambda表达式的使用：

Java8 提供了 Lambda 表达式。 当我们使用Lambda表达式创建Runable实现类实例时，我们不需要定义类，变得更加方便。 代码实现如下：

4、多线程经典案例——卖票案例

虽然在开发过程中可以通过继承Thread类并实现Runnable接口来实现线程，但是继承Thread类也有局限性。 更容易扩展Runnable接口的实现，Rnnnable接口的实现实例可以被多个Thread对象共享，更方便解决一些多线程处理资源。 我们以售票为例来说明：

我们有3个售票窗口，一共有100张票，那怎么实现三个窗口同时售票，卖100张票呢？

(1)Thread类的实现

运行结果：

综上所述：

最后发现每个窗口卖100张票，一共卖了300张，但是一共只有100张。 显然，继承Thread类是不方便的，因为t1、t2、t3这三个窗口线程不能共享100张票。 资源，所以他们都卖了 100 份。

Runnable接口的实现

运行结果：

综上所述：

我们发现使用Runnable接口可以让三个窗口线程t1、t2、t3同时卖100张票，而不是每个线程卖100张票，因为t1、t2、t3都使用同一个Runnable实例。 显然，Runnable接口的实现可以实现100票资源的共享，但是我们通过运行结果会发现一个比较迷惑的问题，就是无论程序运行多少次，总是有两三个线程在卖同一张票！ 这是什么原因？ 其实这就是所谓的“多线程并发访问不安全问题”！ 在后面的章节中，我们将介绍为什么多线程访问对象是不安全的。