Lesson 12
多线程Multi-Threads
需求场景
案例 1
Bathroom.java
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 public class Bathroom { public void serve(Person person) { String message; message = String.format("%s 进 厕所", person.getName()); System.out.println(message); for (int i = 0; i < 100; i++) { message = String.format("%s 正在使用厕所 %d%%", person.getName(), i + 1); System.out.println(message); } person.release(); message = String.format("%s 出 厕所", person.getName()); System.out.println(message); }}
Person.java
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 public class Person { // Mark - Context private Bathroom bathroom; public Bathroom getBathroom() { return bathroom; } public void setBathroom(Bathroom bathroom) { this.bathroom = bathroom; } // Mark - Basic private String name; public Person(String name) { this.name = name; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } // Mark - Drink private final static int capacity = 10; private int cups = 0; private void drink(int cups) { this.cups += cups; String message = String.format("%s 喝了 %d 杯水，当前状态 %d / %d", name, cups, this.cups, capacity); System.out.println(message); if (this.cups >= capacity) { bathroom.serve(this); } } public void release() { cups = 0; } // Mark - Life public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { int cups = new Random().nextInt(3) + 1; drink(cups); } }}
Office.java
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 public class Office { public static void main(String[] args) { Bathroom bathroom = new Bathroom(); Person p1 = new Person("小明"); Person p2 = new Person("小红"); p1.setBathroom(bathroom); p2.setBathroom(bathroom); p1.run(); p2.run(); }}
现象
启动 Office
程序按顺序执行，第二函数需要等待。
诉求
两个函数同时执行
案例 1
BlockingHandler.java
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 public class BlockingHandler implements Handler { @Override public void handle(Request request, Response response) { try { Thread.sleep(10_000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } response.setStatus(Response.ok); response.setData("long"); }}
Server.java
1 2 3 4 5 6 7 public class Server { public static void main(String[] args) { SRRPServer srrpServer = new SRRPServer(); srrpServer.registerHandler("wait", new BlockingHandler()); srrpServer.start(); }}
Server.java
1 2 3 4 5 6 7 public class Server { public static void main(String[] args) { SRRPServer srrpServer = new SRRPServer(); srrpServer.registerHandler("wait", new BlockingHandler()); srrpServer.start(); }}
Client.java
1 2 3 4 5 6 7 8 public class Client { public static void main(String[] args) { long time1 = System.currentTimeMillis(); Response response = new SRRPClient().send(new Request("wait", "")); long time2 = System.currentTimeMillis(); System.out.println(time2 - time1); }}
现象
运行一个 Server，连续启动两个 Client
第二个Client所花时间几乎是第一个的两倍
服务器只能做一件事，第二个客户端需要等待
诉求
同时处理两个客户端请求
案例 3
Client.java
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 public class UIClient extends Application { private Label label; @Override public void start(Stage primaryStage) throws Exception { Pane pane = new Pane(); Scene scene = new Scene(pane, 400, 100); // textField TextField textField = new TextField(); textField.setLayoutX(10); textField.setLayoutY(10); textField.setPrefWidth(100); textField.setPrefHeight(30); pane.getChildren().add(textField); // button Button button = new Button("申请"); button.setLayoutX(120); button.setLayoutY(10); button.setPrefWidth(80); button.setPrefHeight(30); pane.getChildren().add(button); // label label = new Label("hello"); label.setLayoutX(210); label.setLayoutY(10); label.setPrefWidth(100); label.setPrefHeight(30); pane.getChildren().add(label); button.setOnAction(new EventHandler<ActionEvent>() { @Override public void handle(ActionEvent event) { Response response = new SRRPClient().send(new Request("wait", "")); System.out.println(response.getData()); label.setText(response.getData()); } }); primaryStage.setScene(scene); primaryStage.show(); } public static void main(String[] args) { Application.launch(args); }}
现象
运行 Server，运行 UIClient
点击按钮后客户端出现卡顿
客户端只能做一件事，等服务器回复，就不能响应新的用户请求
诉求
等待的同时，响应用户交互
并发
改进 案例 1
Person.java
1*2 3 4 5 6 7 public class Person implements Runnable { ... public void run { ... }}
Office.java
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11*12*13 14 15 public class Office { public static void main(String[] args) { Bathroom bathroom = new Bathroom(); Person p1 = new Person("小明"); Person p2 = new Person("小红"); p1.setBathroom(bathroom); p2.setBathroom(bathroom); new Thread(p1).start(); new Thread(p1).start(); }}
线程 与 进程
| 线程 | Thread | 喷水壶 | 执行机 |
| 进程 | Process | 草坪 | 代码 |
一个程序启动后是一个进程。
同时开多个程序，是多个进程。
一个进程里，运行代码的是线程。
一般程序只有一个线程。
但一个进程可以启动多个线程，就是多个线程同时执行程序。
启动多线程
new <? extends Thread>().start(); new Thread(<? object implement Runnable).start();
同时也不同时
宏观
多个线程同时执行代码，同时浇水
计算机组成
DISK + MEMORY + CPU
2 ->
3 -> CPU -> 5
+ ->
shock统一时间 一个 CPU 只会计算一个
时间片分配
CPU 会 高速切换 允许某一个线程使用它
这段时间，就说 CPU 分配给线程 时间片
切换的速度太快，以至于人类无法识别。
事实
无法预测 哪个线程会得到时间片
无法预测 一个线程得到时间片的长度是多少
