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多线程编程语言 c语言多线程编程实例

编程之家2024-04-0125次浏览

一、关闭多线程方法

关闭多线程的方法包括调用线程的join()方法等待线程执行结束后关闭,或者使用interrupt()方法中断线程的执行。

多线程编程语言 c语言多线程编程实例

另外,可以使用标志变量来控制线程的执行,当标志变量为false时,线程自行结束执行。

在Java中,可以通过使用ExecutorService的shutdown()或shutdownNow()方法来关闭线程池。

在Python中,可以通过调用线程的terminate()方法来关闭线程。关闭多线程的方法取决于编程语言和具体的线程管理方式,但需要确保线程能够安全地结束执行并释放资源。

二、为什么Java坚持多线程不选择协程

从java被发明的第一天起,就被定义为一个多线程的网络编程语言。Java最大特点并不是跨平台,而是它的多线程模型(那时候的C++中,并没有我们现在看到的thread,C#还没有出来)。因为近二十年的软件行业的增长主要来自网络编程,网络编程最常见的模型就是client/server,也就是所谓的C/S,这种编程模型在服务器端需要同时接受客户端的请求,也就是说要有很好的并发特性--这个特性主要依赖多线程来实现。而java的主战场就是服务器端编程。所以多线程对java是极为重要,不可或缺的一环。

当我们希望引入协程,我们想解决什么问题。我想不外乎下面几点:

节省资源,轻量,具体就是:节省内存,每个线程需要分配一段栈内存,以及内核里的一些资源节省分配线程的开销(创建和销毁线程要各做一次syscall)节省大量线程切换带来的开销与NIO配合实现非阻塞的编程,提高系统的吞吐使用起来更加舒服顺畅(async+await,跑起来是异步的,但写起来感觉上是同步的)我们分开来讲下。

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先说内存。拿JavaWeb编程举例子,一个tomcat上的woker线程池的最大线程数一般会配置为50~500之间(目前springboot的默认值给的200)。也就是说同一时刻可以接受的请求最多也就是这么多。如果超过了最大值,请求直接打失败拒绝处理。假如每个线程给128KB,500个线程放一起的内存占用量大概是60+MB。如果真的有瓶颈,也许CPU,IO,带宽,DB的CPU等会有瓶颈,但这点内存量的增幅对于动辄数个GB的Java运行时进程来说似乎并不是什么大问题。

三、如何深入Java多线程开发

线程安全问题概述卖票问题分析单窗口卖票

一个窗口(单线程)卖100张票没有问题

单线程程序是不会出现线程安全问题的

多个窗口卖不同的票

3个窗口一起卖票,卖的票不同,也不会出现问题

多线程程序,没有访问共享数据,不会产生问题

多个窗口卖相同的票

3个窗口卖的票是一样的,就会出现安全问题

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多线程访问了共享的数据,会产生线程安全问题

线程安全问题代码实现

模拟卖票案例

创建3个线程,同时开启,对共享的票进行出售

线程安全问题原理分析

线程安全问题产生原理图

分析:线程安全问题正常是不允许产生的,我们可以让一个线程在访问共享数据的时候,无论是否失去了cpu的执行权;让其他的线程只能等待,等待当前线程卖完票,其他线程在进行卖票。

解决线程安全问题办法1-synchronized同步代码块

同步代码块:synchronized关键字可以用于方法中的某个区块中,表示只对这个区块的资源实行互斥访问。

使用synchronized同步代码块格式:

synchronized(锁对象){可能会出现线程安全问题的代码(访问了共享数据的代码)}

代码实现如下:

注意:

代码块中的锁对象,可以使用任意的对象。但是必须保证多个线程使用的锁对象是同一个。锁对象作用:把同步代码块锁住,只让一个线程在同步代码块中执行。同步技术原理分析

同步技术原理:

使用了一个锁对象,这个锁对象叫同步锁,也叫对象锁,也叫对象监视器

3个线程一起抢夺cpu的执行权,谁抢到了谁执行run方法进行卖票。

t0抢到了cpu的执行权,执行run方法,遇到synchronized代码块这时t0会检查synchronized代码块是否有锁对象

发现有,就会获取到锁对象,进入到同步中执行

t1抢到了cpu的执行权,执行run方法,遇到synchronized代码块这时t1会检查synchronized代码块是否有锁对象

发现没有,t1就会进入到阻塞状态,会一直等待t0线程归还锁对象,t0线程执行完同步中的代码,会把锁对象归还给同步代码块t1才能获取到锁对象进入到同步中执行

总结:同步中的线程,没有执行完毕不会释放锁,同步外的线程没有锁进不去同步。

解决线程安全问题办法2-synchronized普通同步方法

同步方法:使用synchronized修饰的方法,就叫做同步方法,保证A线程执行该方法的时候,其他线程只能在方法外等着。

格式:

publicsynchronizedvoidpayTicket(){可能会出现线程安全问题的代码(访问了共享数据的代码)}

代码实现:

分析:定义一个同步方法,同步方法也会把方法内部的代码锁住,只让一个线程执行。

同步方法的锁对象是谁?

就是实现类对象newRunnableImpl(),也是就是this,所以同步方法是锁定的this对象。

解决线程安全问题办法3-synchronized静态同步方法

同步方法:使用synchronized修饰的方法,就叫做同步方法,保证A线程执行该方法的时候,其他线程只能在方法外等着。对于static方法,我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class)。

格式:

publicstaticsynchronizedvoidpayTicket(){可能会出现线程安全问题的代码(访问了共享数据的代码)}

代码实现:

分析:静态的同步方法锁对象是谁?

不能是this,this是创建对象之后产生的,静态方法优先于对象

静态方法的锁对象是本类的class属性–>class文件对象(反射)。

解决线程安全问题办法4-Lock锁

Lock接口中的方法:

publicvoidlock():加同步锁。publicvoidunlock():释放同步锁

使用步骤:

在成员位置创建一个ReentrantLock对象在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁

代码实现:

分析:java.util.concurrent.locks.Lock接口

Lock实现提供了比使用synchronized方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。相比Synchronized,ReentrantLock类提供了一些高级功能,主要有以下3项:

等待可中断,持有锁的线程长期不释放的时候,正在等待的线程可以选择放弃等待,这相当于Synchronized来说可以避免出现死锁的情况。通过lock.lockInterruptibly()来实现这个机制。公平锁,多个线程等待同一个锁时,必须按照申请锁的时间顺序获得锁,Synchronized锁非公平锁,ReentrantLock默认的构造函数是创建的非公平锁,可以通过参数true设为公平锁,但公平锁表现的性能不是很好。

公平锁、非公平锁的创建方式:

锁绑定多个条件,一个ReentrantLock对象可以同时绑定多个对象。ReenTrantLock提供了一个Condition(条件)类,用来实现分组唤醒需要唤醒的线程们,而不是像synchronized要么随机唤醒一个线程要么唤醒全部线程。ReentrantLock和Synchronized的区别

相同点:

它们都是加锁方式同步;都是重入锁;阻塞式的同步;也就是说当如果一个线程获得了对象锁,进入了同步块,其他访问该同步块的线程都必须阻塞在同步块外面等待,而进行线程阻塞和唤醒的代价是比较高的(操作系统需要在用户态与内核态之间来回切换,代价很高,不过可以通过对锁优化进行改善);

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