什么是多线程
多线程的意思是在一个程序里有多个线程执行。一个线程就像一个独立的CPU在执行你的程序。所以，多线程程序就像是有多个CPU在同一时间执行不同部分代码的程序。
但是一个线程不是一个CPU。通常一个单独的CPU会在多线程之间共享它的执行时间，在线程执行了一定时间后进行切换。多线程也可能被不同的CPU执行。
为什么要用多线程
使用多线程的原因有很多。最通常的原因有：
- 更好利用单个CPU
- 更好利用多个CPU或CPU核
- 在响应方面，有更好的用户体验
- 在公平方面，有更好的用户体验
更好利用单个CPU
一个最普遍的原因是为了能够更好的利用计算机资源。例如，如果一个线程正在等待网络上的一个请求，那么另一个线程能够在此时利用CPU去做其它的事情。另外，如果计算机有多个CPU，或者CPU上有多个执行核心，那么多线程能够帮忙你的程序利用这些额外的CPU核。
更好利用多个CPU或CPU核
如果计算机有多个CPU，或者CPU上有多个执行核心，那么你需要在你的程序中使用多线程去利用所有的CPU或CPU核心。一个的线程最多利用一个CPU，就像上面提到那样，有时还不能完成利用一个CPU。
在响应方面，有更好的用户体验
另一个使用多线程的原因是为了提供更好的用户体验。例如，如果你在一个界面上点击了一个按钮，发起了一个网络上的请求，那么由哪个线程来执行这个请求很重要。如果你用更新界面的那个线程，那些在等待响应期间，用户可能会感觉到界面卡了。相反，这个请求可以被后台一个线程执行，那么更新界面的线程就能够继续响应用户的其他请求。
在公平方面，有更好的用户体验
第4原因是在用户之前更公平的共享资源。想像有一台服务器，它接受从客户端来的请求，并且只有一个线程去执行这些请求。如果一个客户端发送了一个需要处理很长时间的请求，那么所以其他客户端的请求将不得不等待那个请求完成。如果让每个客户端的请求在它们自己的线程中执行，那么就没有一个任务能够完全独占CPU。
多线程与多任务对比
在过去，计算机只有一个CPU并且一次只能执行一个程序。大部分小型机不够强大去同时执行多个程序，所以并没有尝试。公平的说，许多大型机系统在同时执行多个程序的方面比个人电脑要多许多年。
多任务
之后多任务的出现，说明计算机能够同时执行多个程序（也就是任务或进程）。但它并不是真正的“同时”。CPU被多个程序共享。操作系统会控制每个任务在执行一小段时间后进行切换。
多任务给软件开发者带来了新挑战。程序员不再假定能够获取所有的CPU时间，或所有内存或所有其他资源。一个“好市民”的程序，在不需要使用时释放所有资源，以便其它程序能够使用。
多线程
后来多线程出现，意味着在一个程序里能够使用多个线程执行。一个线程执行可以想像成一个CPU在执行程序。当你使用多线程时，就像有多个CPU执行同个程序。
多线程是困难的
多线程能够非常有效提高某此程序的性能。然而，多线程比多任务更有挑战性。多个线程在同个程序中执行，所以会同时读取与写入内存。这会导致一些单线程程序里没有的错误。这些错误在单CPU的机器可能不会出现，因为两个线程不可能同时执行。然而，现代计算机有多个CPU核心，甚至也有多个CPU。这意味着不同线程能够同时地被不同的CPU执行。
如果一个线程读取的内存位置，有另一个线程在写入，那么第一个线程会读取到什么值？旧值？还是第二个线程写入的值？或者是两者间的混合值？又如果，两个线程同时写入相同的内存位置，最后会是什么值？第一个线程写入的值？第二个线程写入的值？又或者各写一半的值？
没有适当的预防措施，以上的结果都有可能。上述行为并不能被预知。结果每次都会不同。所以开发者懂得采取正确的预防措施是很重要的：意思是学习如何控制线程访问共享资源，如内存、文件和数据库等。
并发模型
Java并发模型最初假设多个线程在相同的程序中执行并且共享对象。这种模型被称为“共享状态的并发模型”。许多并发语言结构和工具都是设计成支持这种并发模型的。
然而，时至今日，并发架构和设计已经发生了变化。
共享状态的并发模型引起许多很难解决的并发问题。所以，一个可选的、被称为“不共享”或“独立状态”的并发模型正在流行起来。在独立状态的并发模型中，线程不共享任何对象和数据。这避免了很多共享状态并发模型的并发访问问题。
全新且异步的“独立状态”平台和工具，如Netty、Vert.x 和 Play / Akka 和 Qbit，涌现了。全新的非阻塞并发算法被发布，并且全新的非阻塞工具如LMax Disrupter已经加入到我们的工具当中。
还有Java 7的Fork / Join 框架、Java 8的集合流API。
网友评论