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通過(guò)線程池方式改造Stream.parallel()并行流

開(kāi)發(fā) 后端
單線程池newSingleThreadExecutor(),只有一個(gè)核心線程的線程池,保證任務(wù)按FIFO順序一個(gè)個(gè)執(zhí)行;固定線程數(shù)線程池newFixedThreadPool(10),固定數(shù)量的可復(fù)用的線程數(shù),來(lái)執(zhí)行任務(wù)。當(dāng)線程數(shù)達(dá)到最大核心線程數(shù),則加入隊(duì)列等待有空閑線程時(shí)再執(zhí)行。

大家好,我是哪吒。

上一篇簡(jiǎn)單聊一聊公平鎖和非公平鎖,parallel并行流,提到了一個(gè)IntStream.rangeClosed并行流問(wèn)題,很多小伙伴,對(duì)這個(gè)比較陌生,想用線程池的方式改造一下。

一、IntStream.rangeClosed并行流

@Data
public class LockTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        IntStream.rangeClosed(1, 100000).parallel().forEach(i -> new LockTest1().increase());
        System.out.println(time);
    }

    private static int time = 0;

    private static Object lock = new Object();
    public void increase() {
        synchronized (lock) {
            time++;
        }
    }
}

二、線程池方式改造

不會(huì)那些新特性,還是原始的香啊,寫起代碼,得心應(yīng)手。

1、創(chuàng)建線程池

這時(shí)候,有些小伙伴,又陷入了選擇恐懼癥。用哪個(gè)線程池比較好呢?

簡(jiǎn)單回顧一下:

  • 單線程池newSingleThreadExecutor(),只有一個(gè)核心線程的線程池,保證任務(wù)按FIFO順序一個(gè)個(gè)執(zhí)行;
  • 固定線程數(shù)線程池newFixedThreadPool(10),固定數(shù)量的可復(fù)用的線程數(shù),來(lái)執(zhí)行任務(wù)。當(dāng)線程數(shù)達(dá)到最大核心線程數(shù),則加入隊(duì)列等待有空閑線程時(shí)再執(zhí)行;
  • 可緩存線程池newCachedThreadPool(),創(chuàng)建的都是非核心線程,而且最大線程數(shù)為Interge的最大值,空閑線程存活時(shí)間是1分鐘。如果有大量耗時(shí)的任務(wù),則不適該創(chuàng)建方式,它只適用于生命周期短的任務(wù);
  • 固定線程數(shù)newScheduledThreadPool(10),支持定時(shí)和周期性任務(wù)newScheduledThreadPool(10),顧名思義,在固定線程數(shù)的前提下,添加了定時(shí)任務(wù)。

最常用的還是固定線程數(shù)線程池newFixedThreadPool(10)。

@Data
public class LockTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(200);
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            Thread0926 thread = new Thread0926();
            executorService.execute(thread);
        }
        System.out.println(time);
    }

    private static int time = 0;
    private static Object lock = new Object();
    public void increase() {
        synchronized (lock) {
            time++;
        }
    }
}

2、線程類

public class Thread0926 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        LockTest2 lockTest = new LockTest2();
        lockTest.increase();
    }
}

3、信心滿滿,走起來(lái)

我草,這不對(duì)啊,不應(yīng)該是100000嘛?又把老子整不會(huì)了~

三、再次解決并發(fā)時(shí)i++原子性問(wèn)題

上一篇測(cè)試過(guò),使用synchronized代碼塊是可以解決i++線程安全問(wèn)題的,這次怎么不好使了?

上面的代碼中,synchronized (lock)鎖住了time++,lock是靜態(tài)變量,所以屬于類級(jí)別的鎖。但是新建的線程是一個(gè)新的類,超出了鎖的范圍,所以失效。

那么,在當(dāng)前類中,開(kāi)啟線程,是不是就可以了呢?試一下

public class LockTest4 {
    private static int time = 0;
    private static Object lock = new Object();
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            Thread thread = new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 500; j++) {
                    synchronized (lock) {
                        time++;
                    }
                }
            });
            thread.start();
        }
        Thread.sleep(3000);
        System.out.println(time);
    }
}

當(dāng)然,在synchronized代碼塊中,使用synchronized (LockTest4.class)也是可以的,效果是一樣的。

四、并行流與多線程

并行流的本質(zhì)的是并行,多線程的本質(zhì)是并發(fā)。

并行指當(dāng)多核CPU中的一個(gè)CPU執(zhí)行一個(gè)線程時(shí),其它CPU能夠同時(shí)執(zhí)行另一個(gè)線程,兩個(gè)線程之間不會(huì)搶占CPU資源,可以同時(shí)運(yùn)行。

并發(fā)指在一段時(shí)間內(nèi)CPU處理多個(gè)線程,這些線程會(huì)搶占CPU資源,CPU資源根據(jù)時(shí)間片周期在多個(gè)線程之間來(lái)回切換,多個(gè)線程在一段時(shí)間內(nèi)同時(shí)運(yùn)行,而在同一時(shí)刻不是同時(shí)運(yùn)行的。

1、并行和并發(fā)的區(qū)別?

  • 并行指多個(gè)線程在一段時(shí)間的每個(gè)時(shí)刻都同時(shí)運(yùn)行,并發(fā)指多個(gè)線程在一段時(shí)間內(nèi)同時(shí)運(yùn)行(不是同一時(shí)刻,一段時(shí)間內(nèi)交叉執(zhí)行)。
  • 并行的多個(gè)線程不會(huì)搶占系統(tǒng)資源,并發(fā)的多個(gè)線程會(huì)搶占系統(tǒng)資源。
  • 并行是多CPU的產(chǎn)物,單核CPU中只有并發(fā),沒(méi)有并行。

2、并行和并發(fā)的使用場(chǎng)景

(1)IO密集場(chǎng)景

場(chǎng)景應(yīng)用程序開(kāi)發(fā),提供http接口、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、微服務(wù)調(diào)用都是IO請(qǐng)求,IO請(qǐng)求時(shí)幾乎不消耗cpu,這是為了提供cup使用率,建議使用多線程并發(fā),線程數(shù)可以遠(yuǎn)大于cpu核數(shù)。

(2)cup密集場(chǎng)景

對(duì)應(yīng)大量的加減乘除運(yùn)算、md5、hash等運(yùn)算操作,需要持續(xù)使用cpu,需要讓多核cpu并行運(yùn)算,適合使用forkjoin并行計(jì)算。

技術(shù)場(chǎng)景多線程不足,使用多線程技術(shù),也能提高性能,但是線程設(shè)置過(guò)大會(huì)浪費(fèi)cpu線程切換的時(shí)間,如果線程任務(wù)分配不均勻,會(huì)導(dǎo)致有的cpu忙碌有的cpu空閑。

責(zé)任編輯:姜華 來(lái)源: 哪吒編程
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