多線程:第一章:我(線程)這一生

一個故事幫你理解線程和線程池

我是一個線程, 我一出生就被編了個號: 0×3704,  然后被領(lǐng)到一個昏暗的屋子里,  這里我發(fā)現(xiàn)了很多和我一模一樣的同伴。

我身邊的同伴0×6900 待的時間比較長, 他帶著滄桑的口氣對我說:

我們線程的宿命就是處理包裹。 把包裹處理完以后還得馬上回到這里,否則可能永遠(yuǎn)回不來了。

我一臉懵懂,包裹,什么包裹?

”不要著急,馬上你就會明白了, 我們這里是不養(yǎng)閑人的?!?/p>

果然,沒多久,屋子的門開了, 一個面貌兇惡的家伙吼道:

"0×3704 ,出來?。?/p>

我一出來就被塞了一個沉甸甸的包裹,上面還有附帶著一個寫滿了操作步驟的紙。

"快去,把這個包裹處理了。"

"去哪兒處理"

"跟著指示走, 先到就緒車間"

果然,地上有指示箭頭,跟著它來到了一間明亮的大屋子,這里已經(jīng)有不少線程了, 大家都很緊張,好像時刻準(zhǔn)備著往前沖。

我剛一進(jìn)來,就聽見廣播說:“0×3704, 進(jìn)入車間”

我趕緊往前走, 身后很多人議論說:

”他太幸運了, 剛進(jìn)入就緒狀態(tài)就能運行“

”是不是有關(guān)系?“

”不是,你看人家的優(yōu)先級多高啊, 唉“

前邊就是車間, 這里簡直是太美了, 怪不得老線程總是嘮叨著說:要是能一直待在這里就好了。

這里空間大,視野好,空氣清新,鳥語花香,還有很多從來沒見過的人,像服務(wù)員一樣等著為我服務(wù)。

他們也都有編號, 更重要的是每個人還有個標(biāo)簽,上面寫著:硬盤,數(shù)據(jù)庫,內(nèi)存,網(wǎng)卡...

我現(xiàn)在理解不了,看看操作步驟吧:

第一步:從包裹中取出參數(shù)  

打開包裹, 里邊有個HttpRequest  對象, 可以取到 userName, password兩個參數(shù)

第二步:執(zhí)行登錄操作

奧,原來是有人要登錄啊,我把userName/password 交給 數(shù)據(jù)庫服務(wù)員,他拿著數(shù)據(jù), 慢騰騰的走了。

 

他怎么這么慢? 不過我是不是正好可以在車間里多待一會兒? 反正也沒法執(zhí)行第三步。

就在這時,車間里的廣播響了:

“0×3704,  我是CPU , 記住你正在執(zhí)行的步驟, 馬上帶包裹離開”

我慢騰騰的開始收拾

”快點, 別的線程馬上就要進(jìn)來了“

離開這個車間, 又來到一個大屋子,這里很多線程慢騰騰的在喝茶,打牌。

”哥們,你們沒事干了?“

”你新來的把, 你不知道我在等數(shù)據(jù)庫服務(wù)員給我數(shù)據(jù)?。?,據(jù)說他們比我們慢好幾十萬倍, 在這里好好歇吧“

”??? 這么慢?  我這里有人在登錄系統(tǒng), 能等這么長時間嗎”

”放心,你沒聽說過人間一天, CPU一年嗎, 我們這里是用納秒,毫秒計時的, 人間等待一秒,相當(dāng)于我們好幾天呢, 來的及“

干脆睡一會吧 , 不知道過了多久 ,大喇叭又開始廣播了:

“0×3704, 你的數(shù)據(jù)來了,快去執(zhí)行”

我轉(zhuǎn)身就往CPU車間跑,發(fā)現(xiàn)這里的們只出不進(jìn)!

后面?zhèn)鱽黻囮嚭逍β暎?/p>

”果然是新人, 不知道還得去就緒車間等“

于是趕緊到就緒車間, 這次沒有那么好運了, 等了好久才被再次叫進(jìn)CPU車間。

在等待的時候, 我聽見有人小聲議論:

”聽說了嗎,最近有個線程被kill掉了“

”為啥???“

”這家伙賴在CPU車間不走, 把CPU利用率一直搞成100%,后來就被kill掉了“

”Kill掉以后弄哪兒去了“

”可能被垃圾回收了吧“

我心里打了個寒噤 ,  趕緊接著處理, 收下的動作塊多了,第二步登錄成功了

第三步:構(gòu)建登錄成功后的主頁

這一步有點費時間, 因為有很多HTML需要處理, 不知道代碼誰寫的,處理起來很煩人。

我正在緊張的制作html呢, CPU有開始叫了:

“0×3704,  我是CPU , 記住你正在執(zhí)行的步驟, 馬上帶包裹離開”

”為啥啊“

”每個線程只能在CPU上運行一段時間,到了時間就得讓別人用了, 你去就緒車間待著, 等著叫你吧“

就這樣, 我一直在就緒-運行 這兩個狀態(tài),不知道輪轉(zhuǎn)了多少次, 終于安裝步驟清單把工作做完了。

最后順利的把包含html的包裹發(fā)了回去。

至于登錄以后干什么事兒 , 我就不管了。

馬上就要回到我那昏暗的房間了, 真有點舍不得這里。

不過相對于有些線程, 我還是幸運的, 他們運行完以后就徹底的銷毀了,而我還活著 !

回到了小黑屋, 老線程0×6900 問:

”怎么樣?第一天有什么感覺?“

”我們的世界規(guī)則很復(fù)雜 , 首先你不知道什么時候會被挑中執(zhí)行;  第二 ,在執(zhí)行的過程中隨時可能被打斷,讓出CPU車間;

第三,一旦出現(xiàn)硬盤,數(shù)據(jù)庫這樣耗時的操作也得讓出CPU,去等待;  第四,就是數(shù)據(jù)來了,你也不一定馬上執(zhí)行,還得等著CPU挑選“

”小伙子理解的不錯啊“

”我不明白為什么很多線程都執(zhí)行完就死了, 為什么咱們還活著?“

”你還不知道, 長生不老是我們的特權(quán), 我們這里有個正式的名稱,叫做 線程池!“

平淡的日子就這么一天天過去, 作為一個線程, 我每天的生活都是取包裹,處理包裹,然后回到我們昏暗的家:線程池。

有一天我回來的時候, 聽到有個兄弟說, 今天要好好休息下,明天就是最瘋狂的一天。

我看了一眼日歷,明天是 11月11號 。

果然,零點剛過,不知道那些人類怎么了, 瘋狂的投遞包裹, 為了應(yīng)付蜂擁而至的海量包裹, 線程池里沒有一個人能閑下來,全部出去處理包裹,CPU車間利用率超高,硬盤在嗡嗡轉(zhuǎn), 網(wǎng)卡瘋狂的閃,  即便如此, 還是處理不完,堆積如山。

我們也沒有辦法,實在是太多太多了, 這些包裹中大部分都是瀏覽頁面,下訂單,買,買,買。

不知道過了多久, 包裹山終于慢慢的消失了。

終于能夠喘口氣, 我想我永遠(yuǎn)都不會忘記這一天。

通過這個事件,我明白了我所處的世界:這是一個電子商務(wù)的網(wǎng)站!

我每天的工作就是處理用戶的登錄,瀏覽, 購物車,下單,付款。

我問線程池的元老0×6900 : ” 我們要工作到什么時候?”

” 要一直等到系統(tǒng)重啟的那一刻”, 0×6900 說

” 那你經(jīng)歷過系統(tǒng)重啟嗎?”

” 怎么可能? , 系統(tǒng)重啟就是我們的死亡時刻, 也就是世界末日,一旦重啟, 整個線程池全部銷毀,時間和空間全部消失,一切從頭再來”

” 那什么時候會重啟?”

” 這就不好說了,好好享受眼前的生活吧…..”

其實生活豐富多彩, 我最喜歡的包裹是上傳圖片,由于網(wǎng)絡(luò)慢,所以能在就緒車間, CPU車間待很長很長時間,可以認(rèn)識很多好玩的線程。

比如說上次認(rèn)識了memecached 線程,他給我說通過他緩存了很多的用戶數(shù)據(jù), 還是分布式的! 很多機器上都有!

我說怪不得后來的登錄操作快了那么多, 原來是不再從數(shù)據(jù)庫取數(shù)據(jù)了你那里就有啊, 哎對了你是分布式的你去過別的機器沒有?

他說怎么可能我每次也只能通過網(wǎng)絡(luò)往那個機器發(fā)送一個GET, PUT命令才存取數(shù)據(jù)而已, 別的一概不知。

再比如說上次在等待的時候遇到了數(shù)據(jù)庫連接的線程, 我才知道它他那里也是一個連接池, 和我們線程池幾乎一模一樣。

他說有些包裹太變態(tài)了,竟然查看一年的訂單數(shù)據(jù), 簡直把我累死了。

我說拉倒吧你, 你那是純數(shù)據(jù), 你把數(shù)據(jù)傳給我以后,我還得組裝成HTML,  工作量不知道比你大多少倍。

他說一定你要和memecached搞好關(guān)系,直接從他那兒拿數(shù)據(jù),盡量少直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫, 我們JDBC connection也能活的輕松點。

我說好啊好啊, 關(guān)鍵是你得提前把數(shù)據(jù)搞到緩存啊, 要不然我先問一遍緩存, 沒有數(shù)據(jù), 我這不還得找你嗎?

生活就是這樣, 如果你自己不找點樂子,還有什么意思?

有一天我遇到一個可怕的事情, 差一點死在外邊,回不了線程池了……

其實這次遇險我應(yīng)該能夠預(yù)想到才對, 太大意了。

前幾天我處理過一些從http 發(fā)來的存款和取款的包裹, 老線程0×6900 特意囑咐我:

“處理這些包裹的時候要特別小心, 你得一定要先獲得一把鎖, 在對賬戶存款或者取款的時候一定要把賬戶給鎖住, 要不然別的線程就會在你等待的時候趁虛而入,搞破壞, 我年輕那會兒很毛糙,就捅了簍子”

為了“恐嚇”我, 好心的0×6900還給了我兩個表格:

1、沒有加鎖的情況

 

2、加鎖的情況

 

我看的膽顫心驚, 原來不加鎖會帶來這么嚴(yán)重的事故。

從此以后看到存款,取款的包裹就倍加小心, 還好,沒有出過事故。

今天我收到的一個包裹是轉(zhuǎn)賬, 從某著名演員的賬號給某著名導(dǎo)演賺錢, 具體是誰我就不透漏了, 數(shù)額可真是不小

我按照老線程的吩咐, 肯定要加鎖啊, 先對著名演員賬號加鎖, 在對著名導(dǎo)演賬號加鎖。

可我萬萬沒想到的是, 還有一個線程,對,就是0×7954,  竟然同時在從這個導(dǎo)演到往這個演員轉(zhuǎn)賬。

于是乎,就出現(xiàn)了這么個情況:

剛開始我還不知道什么情況, 一直坐在等待車間傻等, 可是等的時間太長了, 長達(dá)幾十秒 ! 我可從來沒有經(jīng)歷過這樣的事件。

這時候我就看到了線程0×7954 , 他悠閑的坐在那里喝咖啡, 我和他聊了起來:

“哥們, 我看你已經(jīng)喝了8杯咖啡了, 怎么還不去干活?”

“你不喝了9杯茶了嗎?” 0×7954 回敬到。

“我在等一個鎖, 不知道哪個孫子一直不釋放”

“我也在等鎖啊,我要是知道哪個孫子不釋放鎖我非揍死他不可 ” 0×7954 毫不示弱。

我偷偷的看了一眼, 這家伙懷里不就抱著我正在等的 某導(dǎo)演的鎖嘛?

很明顯, 0×7954 也發(fā)現(xiàn)了我正抱著他正在等待的鎖。

很快我們兩個就吵了起來, 互不相讓:

“把你的鎖先給我, 讓我先做完”

“不行, 從來都是做完工作才釋放鎖, 現(xiàn)在絕對不能給你”

從爭吵到打起來, 就那么幾秒鐘的事兒。

更重要的是, 我們倆不僅僅持有這個著名導(dǎo)演和演員的鎖, 還有很多其他的鎖, 導(dǎo)致等待的線程越來越多, 圍觀的人們把屋子都擠滿了。

最后事情真的鬧大了, 我從來沒見過終極大boss “操作系統(tǒng)” 也來了。

大Boss畢竟是見多識廣, 他看了一眼, 哼了一聲 , 很不屑的說:

“又出現(xiàn)死鎖了”

“你們倆要Kill掉一個, 來吧, 過來抽簽 ”

這一下子把我給嚇尿了, 這么嚴(yán)重啊!

我戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢的抽了簽,打開一看, 是個”活”字。

唉,小命終于保住了。

可憐的0×7954 被迫交出了所有的資源以后, 很不幸的被kill掉, 消失了。

我拿到了導(dǎo)演的鎖, 可以開始干活了。

大Boss操作系統(tǒng)如一陣風(fēng)似的消失了, 身后只傳來他的聲音:

記住, 我們這里導(dǎo)演>演員,  無論認(rèn)識情況都要先獲得導(dǎo)演的鎖

由于不僅僅是只有導(dǎo)演和演員, 還有很多其他人, Boss留下了一個表格,  里邊是個算法, 用來計算資源的大小, 計算出來以后,永遠(yuǎn)按照從大到小的方式來獲得鎖:

我回到線程池, 大家都知道了我的歷險, 圍著我問個不停。

兇神惡煞的線程調(diào)度員把大Boss的算法貼到了墻上。

 

每天早上, 我們都得像無節(jié)操的房屋中介, 美容美發(fā)店的服務(wù)員一樣, 站在門口,像被耍猴一樣大聲背誦:

“多個資源加鎖要牢記, 一定要按Boss的算法比大小, 然后從最大的開始加鎖”

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又過了很多天, 我和其他線程們發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的事情:包裹的處理越來越簡單

不管任何包裹,不管是登錄, 瀏覽,存錢….. 處理的步驟都是一樣的, 返回一個固定的html頁面

有一次我偷偷的看了一眼, 上面寫著:

“本系統(tǒng)將于今晚 00:00 至4:00 進(jìn)行維護(hù)升級, 給你帶來的不便我們深感抱歉”

我去告訴了老線程0×6904,  他嘆了一口氣說:

“唉, 我們的生命也到頭了, 看來馬上就要重啟系統(tǒng), 我們就要消失了, 再見吧兄弟?!?/p>

系統(tǒng)重啟的那一刻終于到來了。

我看到屋子里的東西一個個的不見了, 等待車間,就緒車間,甚至CPU車間都慢慢的消失了。

我身邊的線程兄弟也越來越少, 最后只剩我自己了。

我在空曠的原野上大喊: 還有人嗎?

無人應(yīng)答。

我們這一代線程池完成了使命。

下一代線程池將很快重生。