【Java Web开发指南】线程安全和单线程

我会带着你远行 2023-01-16 03:22 5阅读 0赞

# 1 什么是线程安全 #

再说什么是线程安全之前我们先来聊聊什么是进程。

1、什么是进程？

先来看一张图

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我们看到的这些单独运行的程序就是一个独立的进程，进程之间是相互独立存在的。

我们上面图中的QQ、酷狗播放器、电脑管家等等都是独立的进程。

2、什么是线程？

上面简单的说了一下什么是进程，进程想要执行任务需要依赖线程，换句话说就是进程中的最小执行单位就是线程，并且一个进程中至少有一个线程。

3、什么是多线程？

提到多线程这里要说两个概念，就是串行和并行，搞清楚这个我们才能更好的理解多线程。

所谓串行其实是相对于单条线程来执行多个任务来说的，我们就拿下载文件来举个例子，我们下载多个文件，在串行中它是按照一定的顺序去进行下载的，也就是说必须等下载完A之后，才能开始下载B，它们在时间上是不可能发生重叠的。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzODc4NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
并行：下载多个文件，开启多条线程，多个文件同时进行下载，这里是严格意义上的在同一时刻发生的，并行在时间上是重叠的。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzODc4NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
了解了这两个概念之后我们再来说说什么是多线程，举个例子，我们打开腾讯关键，腾讯关键本身就是一个程序也就是说它就是一个进程，它里面有很多的功能，我们可以看下图，能查杀病毒、清理垃圾、电脑加速等众多功能，按照单线程来说，你想要清理垃圾还要病毒查杀，那么你必须先做完其中的一件事才能做下一件事，是有一个执行的顺序的，如果是多线程的话，我们其实在清理垃圾的时候还可以查杀病毒、电脑加速等等其他的操作，这个是严格意义上的同一时刻发生的，没有执行的先后顺序。  
一句话总结一下：一个进程运行时产生了多个线程。

在了解完这个问题后，我们又需要去了解一个使用多线程不得不考虑的问题，线程安全，今天我们不说如何保证一个线程的安全，我们聊聊什么是线程安全？因为我之前面试被问到了，说真的，我之前真的不是特别了解这个问题，我们好像只学如何确保一个线程安全，却不知道所谓的安全到底是什么！

4、什么是线程安全？

既然是线程安全问题，那么毫无疑问所有的隐患都是出现在多个线程访问的情况下产生的，也就是我们要确保在多条线程访问的时候，我们的程序还能按照我们预期的行为去执行，我们看一下下面的代码。

Integer count = 0;
       
       public void getCount() {
           
           count ++;
           System.out.println(count);
       }

很简单的一段代码，我们就来统计一下这个方法的访问次数，多个线程同时访问会不会出现什么问题，我开启的3条线程每个线程循环10次，得到一下结果

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzODc4NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
我们可以看到，这里出现了两个26，为什么会出现这种情况，出现这种情况显然表明我们这个方法根本就不是线程安全的，出现这种问题的原因有很多，我们说最常见的一种，就是我们A线程在进入方法后，拿到了count的值，刚把这个值读取出来还没有改变count的值的时候，结果线程B也进来的，那么导致线程A和线程B拿到的count值是一样的。  
那么由此我们可以了解这确实不是一个线程安全的类，因为他们都需要操作这个共享的变量，其实要对线程安全问题给出一个明确的定义还是蛮复杂的，我们根据我们这个程序来总结下什么是线程安全。

当多个线程访问某个方法时，不管你通过怎样的调用方式或者说这些线程如何交替的执行，我们在主程序中不需要去做任何的同步，这个类的结果行为都是我们设想的正确行为，那么我们就可以说这个类时线程安全的。

# 2 单线程 #

单线程就是一心一意，用情专一的痴情少年  
**单线程就是进程只有一个线程  
多线程就是进程有多个线程**  
\*\*单线程处理的优点：同步应用程序的开发比较容易，但由于需要在上一个任务完成后才能开始新的任务，所以其效率通常比多线程应用程序低。\*\*如果完成同步任务所用的时间比预计时间长，应用程序可能会不响应。**多线程处理可以同时运行多个过程。例如，文字处理器应用程序在您处理文档的同时，可以检查拼写（作为单独的任务）**。由于多线程应用程序将程序划分成独立的任务，因此可以在以下方面显著提高性能： 多线程技术使程序的响应速度更快，因为用户界面可以在进行其他工作的同时一直处于活动状态。 当前没有进行处理的任务可以将处理器时间让给其他任务。 占用大量处理时间的任务可以定期将处理器时间让给其他任务。 可以随时停止任务。 可以分别设置各个任务的优先级以优化性能。

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