Java多線程優化方法及使用方式

一、多線程介紹

　　在編程中，我們不可逃避的會遇到多線程的編程問題，因爲在大多數的業務系統中需要併發處理，如果是在併發的場景中，多線程就非常重要了。另外，我們在面試的時候，面試官通常也會問到我們關於多線程的問題，如：如何創建一個線程？我們通常會這麼回答，主要有兩種方法，第一種：繼承Thread類，重寫run方法；第二種：實現Runnable接口，重寫run方法。那麼面試官一定會問這兩種方法各自的優缺點在哪，不管怎麼樣，我們會得出一個結論，那就是使用方式二，因爲面向對象提倡少繼承，儘量多用組合。

       這個時候，我們還可能想到，如果想得到多線程的返回值怎麼辦呢？根據我們多學到的知識，我們會想到實現Callable接口，重寫call方法。那麼多線程到底在實際項目中怎麼使用呢，他有多少種方式呢？

       首先，我們來看一個例子：

　　這是一種創建多線程的簡單方法，很容易理解，在例子中，根據不同的業務場景，我們可以在Thread()裏邊傳入不同的參數實現不同的業務邏輯，但是，這個方法創建多線程暴漏出來的問題就是反覆創建線程，而且創建線程後還得銷燬，如果對併發場景要求低的情況下，這種方式貌似也可以，但是高併發的場景中，這種方式就不行了，因爲創建線程銷燬線程是非常耗資源的。所以根據經驗，正確的做法是我們使用線程池技術，JDK提供了多種線程池類型供我們選擇，具體方式可以查閱jdk的文檔。

　　這裏代碼我們需要注意的是，傳入的參數代表我們配置的線程數，是不是越多越好呢？肯定不是。因爲我們在配置線程數的時候要充分考慮服務器的性能，線程配置的多，服務器的性能未必就優。通常，機器完成的計算是由線程數決定的，當線程數到達峯值，就無法在進行計算了。如果是耗CPU的業務邏輯（計算較多），線程數和核數一樣就到達峯值了，如果是耗I/O的業務邏輯（操作數據庫，文件上傳、下載等），線程數越多一定意義上有助於提升性能。

　　線程數大小的設定又一個公式決定：

Y=N*((a+b)/a)，其中，N:CPU核數，a:線程執行時程序的計算時間，b:線程執行時，程序的阻塞時間。有了這個公式後，線程池的線程數配置就會有約束了，我們可以根據機器的實際情況靈活配置。

二、多線程優化及性能比較

       最近的項目中用到了所線程技術，在使用過程中遇到了很多的麻煩，趁着熱度，整理一下幾種多線程框架的性能比較。目前所掌握的大致分三種，第一種：ThreadPool（線程池）+CountDownLatch（程序計數器），第二種：Fork/Join框架，第三種JDK8並行流，下面對這幾種方式的多線程處理性能做一下比較總結。

       首先，假設一種業務場景，在內存中生成多個文件對象，這裏暫定30000，（Thread.sleep(時間)）線程睡眠模擬業務處理業務邏輯，來比較這幾種方式的多線程處理性能。

1） 單線程

　　這種方式非常簡單，但是程序在處理的過程中非常的耗時，使用的時間會很長，因爲每個線程都在等待當前線程執行完纔會執行，和多線程沒有多少關係，所以效率非常低。

       首先創建文件對象，代碼如下：

按 Ctrl+C 複製代碼

按 Ctrl+C 複製代碼

       接着，模擬業務處理，創建30000個文件對象，線程睡眠1ms,之前設置的1000ms，發現時間很長，整個Eclipse卡掉了，所以將時間改爲了1ms。

public class Test {
     </span><span style="color: #0000ff;">private</span> <span style="color: #0000ff;">static</span> List&lt;FileInfo&gt; fileList= <span style="color: #0000ff;">new</span> ArrayList&lt;FileInfo&gt;<span style="color: #000000;">();

     </span><span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">static</span> <span style="color: #0000ff;">void</span> main(String[] args) <span style="color: #0000ff;">throws</span><span style="color: #000000;"> InterruptedException {

               createFileInfo();

               </span><span style="color: #0000ff;">long</span> startTime=<span style="color: #000000;">System.currentTimeMillis();

               </span><span style="color: #0000ff;">for</span><span style="color: #000000;">(FileInfo fi:fileList){

                        Thread.sleep(</span>1<span style="color: #000000;">);

               }

               </span><span style="color: #0000ff;">long</span> endTime=<span style="color: #000000;">System.currentTimeMillis();

               System.out.println(</span>"單線程耗時："+(endTime-startTime)+"ms"<span style="color: #000000;">);

     }

    

     </span><span style="color: #0000ff;">private</span> <span style="color: #0000ff;">static</span> <span style="color: #0000ff;">void</span><span style="color: #000000;"> createFileInfo(){

               </span><span style="color: #0000ff;">for</span>(<span style="color: #0000ff;">int</span> i=0;i&lt;30000;i++<span style="color: #000000;">){

                        fileList.add(</span><span style="color: #0000ff;">new</span> FileInfo("身份證正面照","jpg","101522","md5"+i,"1"<span style="color: #000000;">));

               }

     }