多線程：第一章：我（線程）這一生

一個(gè)故事幫你理解線程和線程池

我是一個(gè)線程， 我一出生就被編了個(gè)號(hào)： 0×3704,  然后被領(lǐng)到一個(gè)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(shí)間比較長(zhǎng)， 他帶著滄桑的口氣對(duì)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(huì)明白了， 我們這里是不養(yǎng)閑人的。“

果然，沒多久，屋子的門開了， 一個(gè)面貌兇惡的家伙吼道：

＂0×3704 ,出來?。?/p>

我一出來就被塞了一個(gè)沉甸甸的包裹，上面還有附帶著一個(gè)寫滿了操作步驟的紙。

＂快去，把這個(gè)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(shí)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(yùn)了， 剛進(jìn)入就緒狀態(tài)就能運(yùn)行“

”是不是有關(guān)系？“

”不是，你看人家的優(yōu)先級(jí)多高啊， 唉“

前邊就是車間， 這里簡(jiǎn)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(hào)， 更重要的是每個(gè)人還有個(gè)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(gè)HttpRequest  對(duì)象, 可以取到 userName, password兩個(gè)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(huì)兒? 反正也沒法執(zhí)行第三步。

就在這時(shí)，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(diǎn)， 別的線程馬上就要進(jìn)來了“

離開這個(gè)車間， 又來到一個(gè)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)啊！ ，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(zhǎng)時(shí)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(jì)時(shí)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(huì)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(yùn)了， 等了好久才被再次叫進(jìn)CPU車間。

在等待的時(shí)候， 我聽見有人小聲議論：

”聽說了嗎，最近有個(gè)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(gè)寒噤 ，  趕緊接著處理， 收下的動(dòng)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(diǎn)費(fèi)時(shí)間， 因?yàn)橛泻芏郒TML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(gè)線程只能在CPU上運(yùn)行一段時(shí)間，到了時(shí)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(yùn)行 這兩個(gè)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(diǎn)舍不得這里。

不過相對(duì)于有些線程， 我還是幸運(yùn)的， 他們運(yùn)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(shí)候會(huì)被挑中執(zhí)行;  第二 ，在執(zhí)行的過程中隨時(shí)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(shí)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(cuò)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(zhǎng)生不老是我們的特權(quán)， 我們這里有個(gè)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(gè)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(shí)候， 聽到有個(gè)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(hào) 。

果然，零點(diǎn)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(gè)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(shí)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(huì)忘記這一天。

通過這個(gè)事件，我明白了我所處的世界：這是一個(gè)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(shí)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(shí)刻， 也就是世界末日，一旦重啟， 整個(gè)線程池全部銷毀，時(shí)間和空間全部消失，一切從頭再來”

” 那什么時(shí)候會(huì)重啟？”

” 這就不好說了,好好享受眼前的生活吧…..”

其實(shí)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(zhǎng)很長(zhǎng)時(shí)間，可以認(rèn)識(shí)很多好玩的線程。

比如說上次認(rèn)識(shí)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(jī)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(duì)了你是分布式的你去過別的機(jī)器沒有？

他說怎么可能我每次也只能通過網(wǎng)絡(luò)往那個(gè)機(jī)器發(fā)送一個(gè)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(shí)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(gè)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(jiǎn)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(diǎn)。

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(diǎn)樂子，還有什么意思？

有一天我遇到一個(gè)可怕的事情， 差一點(diǎn)死在外邊，回不了線程池了……

其實(shí)這次遇險(xiǎn)我應(yīng)該能夠預(yù)想到才對(duì)， 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(shí)候要特別小心， 你得一定要先獲得一把鎖， 在對(duì)賬戶存款或者取款的時(shí)候一定要把賬戶給鎖住， 要不然別的線程就會(huì)在你等待的時(shí)候趁虛而入，搞破壞， 我年輕那會(huì)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(gè)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(huì)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(gè)包裹是轉(zhuǎn)賬， 從某著名演員的賬號(hào)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(duì)著名演員賬號(hào)加鎖， 在對(duì)著名導(dǎo)演賬號(hào)加鎖。

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

于是乎，就出現(xiàn)了這么個(gè)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(shí)間太長(zhǎng)了， 長(zhǎng)達(dá)幾十秒 ！ 我可從來沒有經(jīng)歷過這樣的事件。

這時(shí)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(gè)鎖， 不知道哪個(gè)孫子一直不釋放”

“我也在等鎖啊，我要是知道哪個(gè)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(gè)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(duì)不能給你”

從爭(zhēng)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(gè)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(shí)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(gè)， 來吧， 過來抽簽 ”

這一下子把我給嚇尿了， 這么嚴(yán)重??！

我戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢的抽了簽，打開一看， 是個(gè)”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(shí)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(gè)表格，  里邊是個(gè)算法， 用來計(jì)算資源的大小， 計(jì)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(xiǎn)， 圍著我問個(gè)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(gè)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(gè)奇怪的事情：包裹的處理越來越簡(jiǎn)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(gè)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(jí)， 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(gè)個(gè)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。