本文由藍(lán)鷗講師原創(chuàng),用小故事的形式讓你深刻理解關(guān)于線程的一切!
第一回 初生牛犢
我是一個(gè)線程,我一出生就被編了個(gè)號(hào):0x3704,然后被領(lǐng)到一個(gè)昏暗的屋子里,在這里我發(fā)現(xiàn)了很多和我一模一樣的同伴。
我身邊的同伴0x6900 待的時(shí)間比較長(zhǎng),他帶著滄桑的口氣對(duì)我說(shuō):“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(lái)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(méi)多久,屋子的門(mén)開(kāi)了, 一個(gè)面貌兇惡的家伙吼道:“0x3704 ,出來(lái)!”
我一出來(lái)就被塞了一個(gè)沉甸甸的包裹,上面還附帶著一個(gè)寫(xiě)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(lái)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(lái),就聽(tīng)見(jiàn)廣播說(shuō):“0x3704,進(jìn)入車間。”
我趕緊往前走,身后有很多人議論。
“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(shuō):“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(niǎo)語(yǔ)花香,還有很多從來(lái)沒(méi)見(jiàn)過(guò)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(xiě)著:硬盤(pán)、數(shù)據(jù)庫(kù)、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(kāi)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(lái)是有人要登錄啊,我把userName、password交給數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)員,他拿著數(shù)據(jù),慢騰騰地走了。
他怎么這么慢?不過(guò)我是不是正好可以在車間里多待一會(huì)兒?反正也沒(méi)法執(zhí)行第三步。
就在這時(shí),車間里的廣播響了:“0x3704,我是CPU,記住你正在執(zhí)行的步驟,然后馬上帶著包裹離開(kāi)!”
我慢騰騰地開(kāi)始收拾。
“快點(diǎn),別的線程馬上就要進(jìn)來(lái)了。”
離開(kāi)這個(gè)車間,又來(lái)到一個(gè)大屋子,這里有很多線程在慢騰騰地喝茶,打牌。
“哥們,你們沒(méi)事干了?”
“你新來(lái)的吧,你不知道我在等數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)員給我數(shù)據(jù)啊!據(jù)說(shuō)他們比我們慢好幾十萬(wàn)倍,在這里好好歇吧。”
“啊?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(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)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(lái)得及。”
干脆睡一會(huì)吧。不知道過(guò)了多久,大喇叭又開(kāi)始廣播了:“0x3704,你的數(shù)據(jù)來(lái)了,快去執(zhí)行!”
我轉(zhuǎn)身就往CPU車間跑,發(fā)現(xiàn)這里的門(mén)只出不進(jìn)!
后面?zhèn)鱽?lái)陣陣哄笑聲:“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(méi)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(tīng)見(jiàn)有人小聲議論:
“聽(tīng)說(shuō)了嗎,最近有個(gè)線程被kill掉了。”
“為啥啊?”
“這家伙賴在CPU車間不走,把CPU利用率一直搞成100%,后來(lái)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,剩下的動(dòng)作快多了,第二步登錄成功。
第三步:構(gòu)建登錄成功后的主頁(yè)。
這一步有點(diǎn)費(fèi)時(shí),因?yàn)橛泻芏郒TML需要處理,不知道代碼誰(shuí)寫(xiě)的,處理起來(lái)很煩人。
我正在緊張的制作HTML呢, CPU又開(kāi)始叫了:
“0x3704,我是CPU ,記住你正在執(zhí)行的步驟,然后馬上帶著包裹離開(kāi)!”
“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)中不知道輪轉(zhuǎn)了多少次, 終于按照步驟清單把工作做完了。
最后順利地把包含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(guò)相對(duì)于有些線程,我還是幸運(yùn)的,他們運(yùn)行完以后就被徹底地銷毀了,而我還活著!
回到了小黑屋,老線程0x6900問(wèn):
“怎么樣?第一天有什么感覺(jué)?”
“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(guò)程中隨時(shí)可能被打斷,讓出CPU車間;第三,一旦出現(xiàn)硬盤(pán)、數(shù)據(jù)庫(kù)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(lái)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執(zhí)行完任務(wù)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,叫作線程池!”
第二回 漸入佳境
平淡的日子就這么一天天地過(guò)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(lái)的時(shí)候,聽(tīng)到有個(gè)兄弟說(shuō),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(guò),不知道那些人類怎么了,瘋狂地投遞包裹,為了應(yīng)付蜂擁而至的海量包裹,線程池里沒(méi)有一個(gè)人能閑下來(lái),全部出去處理包裹,CPU車間利用率超高,硬盤(pán)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(méi)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(yè)面,下訂單,買(mǎi)、買(mǎi)、買(mǎi)。
不知道過(guò)了多久,包裹山終于慢慢地消失了。終于能夠喘口氣,我想我永遠(yuǎn)都不會(huì)忘記這一天。
通過(guò)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(gòu)物車,下單,付款。
我問(wèn)線程池的元老0x6900:“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。”0x6900說(shuō)。
“那你經(jīng)歷過(guò)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(lái)。”
“那什么時(shí)候會(huì)重啟?”
“這就不好說(shuō)了,好好享受眼前的生活吧……”
其實(shí)生活還是豐富多彩的,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(shuō)上次認(rèn)識(shí)了memecached 線程,他對(duì)我說(shuō)在他的幫助下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!
我問(wèn)他:“怪不得后來(lái)的登錄操作快了那么多,原來(lái)是不再?gòu)臄?shù)據(jù)庫(kù)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(guò)別的機(jī)器沒(méi)有?”
他說(shuō):“怎么可能!我每次也只能通過(guò)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(shuō)上次在等待的時(shí)候遇到了數(shù)據(jù)庫(kù)連接的線程,我才知道他那里也是一個(gè)連接池,和我們的線程池幾乎一模一樣。
他告訴我:“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(shuō):“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。”
他建議我:“你一定要和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(kù),這樣我們JDBC connection也能活得輕松點(diǎn)。”
我欣然接納:“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(wèn)一遍緩存,沒(méi)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(lè)子,還有什么意思?
第三回 虎口脫險(xiǎn)
前幾天我遇到一個(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)想得到才對(duì),真是太大意了。
那天我處理了一些從http發(fā)來(lái)的存款和取款的包裹,老線程0x6900特意囑咐我:“處理這些包裹的時(shí)候一定要特別小心,你必須先獲得一把鎖,在對(duì)賬戶存款或取款的時(shí)候一定要把賬戶鎖住,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0x6900還給了我兩個(gè)表格:
(1)****沒(méi)有加鎖的情況
(2)****加鎖的情況
我看得膽顫心驚,原來(lái)不加鎖會(huì)帶來(lái)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(méi)有出過(guò)事故。
今天我收到的一個(gè)包裹是轉(zhuǎn)賬,從某著名演員的賬戶給某著名導(dǎo)演的賬戶轉(zhuǎn)錢(qián),具體是誰(shuí)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)著名演員的賬戶加鎖,再對(duì)著名導(dǎo)演的賬戶加鎖。
可我萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)想到的是,還有一個(gè)線程,對(duì),就是0x7954, 竟然同時(shí)在從這個(gè)導(dǎo)演的賬戶往這個(gè)演員的賬戶轉(zhuǎn)賬。
于是乎,就出現(xiàn)了這么個(gè)情況:
剛開(kāi)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(lái)沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)這樣的事件。
這時(shí)候我就看到了線程0x7954 , 他悠閑地坐在那里喝咖啡,我和他聊了起來(lái):
“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?”0x7954回敬道。
“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!”0x7954毫不示弱。
我偷偷地看了一眼,這家伙懷里不就抱著我正等的某導(dǎo)演的鎖嗎?
很明顯,0x7954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(lái),互不相讓:
“把你的鎖先給我,讓我先做完!”
“不行,從來(lái)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(lái),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(lái)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(lái)沒(méi)見(jiàn)過(guò)的終極大boss“操作系統(tǒng)”也來(lái)了。大Boss畢竟見(jiàn)多識(shí)廣,他看了一眼,哼了一聲,很不屑地說(shuō):
“又出現(xiàn)死鎖了。”
“你們倆要Kill掉一個(gè),來(lái)吧,過(guò)來(lái)抽簽。”
這一下子把我給嚇尿了,這么嚴(yán)重啊!我戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢地抽了簽,打開(kāi)一看,是個(gè)“活”字。唉,小命終于保住了。
可憐的0x7954被迫交出了所有的資源以后,很不幸地被kill掉,消失了。我拿到了導(dǎo)演的鎖,可以開(kāi)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(lái)他的聲音:
“記住,我們這里導(dǎo)演>演員,無(wú)論任何情況都要先獲得導(dǎo)演的鎖。”
由于這里不僅僅只有導(dǎo)演和演員,還有很多其他人,大Boss留下了一個(gè)表格, 里邊是個(gè)算法,用來(lái)計(jì)算資源的大小,計(jì)算出來(lái)以后,永遠(yuǎn)按照從大到小的方式來(lái)獲得鎖:
我回到線程池,大家都知道了我的歷險(xiǎn),圍著我問(wèn)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(wú)節(jié)操的房屋中介、美容美發(fā)店的服務(wù)員一樣,站在門(mén)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(kāi)始加鎖。”
第四回 江湖再見(jiàn)
又過(guò)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(lái)越簡(jiǎn)單,不管任何包裹,不管是登錄、瀏覽、存錢(qián)……處理的步驟都是一樣的, 返回一個(gè)固定的html頁(yè)面。
有一次我偷偷地看了一眼,上面寫(xiě)著:“本系統(tǒng)將于今晚 00:00 至4:00 進(jìn)行維護(hù)升級(jí), 給您帶來(lái)的不便我們深感抱歉!”
我去告訴了老線程0x6904,他嘆了一口氣說(shuō):
“唉,我們的生命也到頭了,看來(lái)馬上就要重啟系統(tǒng),我們就要消失了,再見(jiàn)吧兄弟。”
系統(tǒng)重啟的那一刻終于到來(lái)了。我看到屋子里的東西一個(gè)個(gè)的不見(jiàn)了,等待車間、就緒車間,甚至CPU車間都慢慢地消失了。我身邊的線程兄弟也越來(lái)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(wú)人應(yīng)答。
我們這一代線程池完成了使命……
不過(guò)下一代線程池即將重生!