***JAVA多线程的应用场景和应用目的举例

多线程使用的主要目的在于：

一、吞吐量：你作WEB，容器帮你作了多线程，可是他只能帮你作请求层面的。简单的说，可能就是一个请求一个线程。或多个请求一个线程。若是是单线程，那同时只能处理一个用户的请求。

二、伸缩性：也就是说，你能够经过增长CPU核数来提高性能。若是是单线程，那程序执行到死也就利用了单核，确定没办法经过增长CPU核数来提高性能。

鉴于你是作WEB的，第1点可能你几乎不涉及。那这里我就讲第二点吧。

--举个简单的例子：
假设有个请求，这个请求服务端的处理须要执行3个很缓慢的IO操做（好比数据库查询或文件查询），那么正常的顺序多是（括号里面表明执行时间）：
a、读取文件1  （10ms）
b、处理1的数据（1ms）
c、读取文件2  （10ms）
d、处理2的数据（1ms）
e、读取文件3  （10ms）
f、处理3的数据（1ms）
g、整合一、二、3的数据结果 （1ms）
单线程总共就须要34ms。
那若是你在这个请求内，把ab、cd、ef分别分给3个线程去作，就只须要12ms了。

因此多线程不是没怎么用，而是，你日常要善于发现一些可优化的点。而后评估方案是否应该使用。
假设仍是上面那个相同的问题：可是每一个步骤的执行时间不同了。
a、读取文件1  （1ms）
b、处理1的数据（1ms）
c、读取文件2  （1ms）
d、处理2的数据（1ms）
e、读取文件3  （28ms）
f、处理3的数据（1ms）
g、整合一、二、3的数据结果 （1ms）
单线程总共就须要34ms。
若是仍是按上面的划分方案（上面方案和木桶原理同样，耗时取决于最慢的那个线程的执行速度），在这个例子中是第三个线程，执行29ms。那么最后这个请求耗时是30ms。比起不用单线程，就节省了4ms。可是有可能线程调度切换也要花费个一、2ms。所以，这个方案显得优点就不明显了，还带来程序复杂度提高。不太值得。

那么如今优化的点，就不是第一个例子那样的任务分割多线程完成。而是优化文件3的读取速度。
多是采用缓存和减小一些重复读取。
首先，假设有一种状况，全部用户都请求这个请求，那其实至关于全部用户都须要读取文件3。那你想一想，100我的进行了这个请求，至关于你花在读取这个文件上的时间就是28×100=2800ms了。那么，若是你把文件缓存起来，那只要第一个用户的请求读取了，第二个用户不须要读取了，从内存取是很快速的，可能1ms都不到。

伪代码：

Java code

 

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public  class  MyServlet  extends  Servlet{      private  static  Map<String, String> fileName2Data =  new  HashMap<String, String>();      private  void  processFile3(String fName){          String data = fileName2Data.get(fName);          if (data== null ){              data = readFromFile(fName);     //耗时28ms              fileName2Data.put(fName, data);          }          //process with data      } }

看起来好像还不错，创建一个文件名和文件数据的映射。若是读取一个map中已经存在的数据，那么就不不用读取文件了。
但是问题在于，Servlet是并发，上面会致使一个很严重的问题，死循环。由于，HashMap在并发修改的时候，多是致使循环链表的构成！！！（具体你能够自行阅读HashMap源码）若是你没接触过多线程，可能到时候发现服务器没请求也巨卡，也不知道什么状况！
好的，那就用ConcurrentHashMap，正如他的名字同样，他是一个线程安全的HashMap，这样能轻松解决问题。

Java code

 

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public  class  MyServlet  extends  Servlet{      private  static  ConcurrentHashMap<String, String> fileName2Data =  new  ConcurrentHashMap<String, String>();      private  void  processFile3(String fName){          String data = fileName2Data.get(fName);          if (data== null ){              data = readFromFile(fName);     //耗时28ms              fileName2Data.put(fName, data);          }          //process with data      } }

这样真的解决问题了吗，这样虽然只要有用户访问过文件a，那另外一个用户想访问文件a，也会从fileName2Data中拿数据，而后也不会引发死循环。

但是，若是你以为这样就已经完了，那你把多线程也想的太简单了，骚年！
你会发现，1000个用户首次访问同一个文件的时候，竟然读取了1000次文件（这是最极端的，可能只有几百）。What the fuckin hell!!!

难道代码错了吗，难道我就这样过个人一辈子！

好好分析下。Servlet是多线程的，那么

Java code

 

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public  class  MyServlet  extends  Servlet{      private  static  ConcurrentHashMap<String, String> fileName2Data =  new  ConcurrentHashMap<String, String>();      private  void  processFile3(String fName){          String data = fileName2Data.get(fName);          //“偶然”-- 1000个线程同时到这里，同时发现data为null          if (data== null ){              data = readFromFile(fName);     //耗时28ms              fileName2Data.put(fName, data);          }          //process with data      } }

上面注释的“偶然”，这是彻底有可能的，所以，这样作仍是有问题。

所以，能够本身简单的封装一个任务来处理。

Java code

 

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public  class  MyServlet  extends  Servlet{      private  static  ConcurrentHashMap<String, FutureTask> fileName2Data =  new  ConcurrentHashMap<String, FutureTask>();      private  static  ExecutorService exec = Executors.newCacheThreadPool();      private  void  processFile3(String fName){          FutureTask data = fileName2Data.get(fName);          //“偶然”-- 1000个线程同时到这里，同时发现data为null          if (data== null ){              data = newFutureTask(fName);              FutureTask old = fileName2Data.putIfAbsent(fName, data);              if (old== null ){                  data = old;              } else {                  exec.execute(data);              }          }          String d = data.get();          //process with data      }            private  FutureTask newFutureTask( final  String file){          return   new  FutureTask( new  Callable<String>(){              public  String call(){                  return  readFromFile(file);              }                private  String readFromFile(String file){ return  "" ;}          }      } }

以上全部代码都是直接在bbs打出来的，不保证能够直接运行。

 

多线程最多的场景：web服务器自己；各类专用服务器（如游戏服务器）；
多线程的常见应用场景：
一、后台任务，例如：定时向大量（100w以上）的用户发送邮件；
二、异步处理，例如：发微博、记录日志等；
三、分布式计算