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字节面试：项目中，什么地方用到了多线程？

发布时间：2023-05-04 10:28:56

你好，我是田哥

多线程在面试中一直是加分项，如果不能回答，很可能会影响下一场比赛，严重影响面试结果。

接下来，我们来谈谈我们项目中可以使用多线程的场景。

让我们来看看多线程使用的主要目的：

1、吞吐量:你做WEB，容器帮你做多线程，但他只能帮你做请求级别。简单来说，可能是一个请求一个线程。或者多个请求一个线程。如果是单线程，只能同时处理一个用户的请求。

2、可伸缩性：也就是说，您可以通过增加CPU核数来提高性能。如果是单线程，则使用单核程序直到死亡。当然，没有办法通过增加CPU核数来提高性能。

举个简单的例子:

假设有一个请求，该请求服务端的处理需要执行三个非常缓慢的IO操作（如数据库查询或文件查询），正常顺序可能是（括号代表执行时间）：

读取文件1 （10ms）
处理1的数据(1ms)
读取文件2 （10ms）
处理2的数据(1ms)
读取文件3 （10ms）
处理3的数据(1ms)
整合1、2、3的数据结果（1ms）

单线程总共需要34ms。

如果你把ab放在这个请求内，、cd、ef分别分三个线程去做，只需要12ms。

因此，多线程并非没有多大用处，而是你通常应该善于找到一些优化点。然后评估方案是否应使用。假设上述问题仍然相同：但每个步骤的执行时间不同。

读取文件1 （1ms）
处理1的数据(1ms)
读取文件2 （1ms）
处理2的数据(1ms)
读取文件3 （28ms）
处理3的数据(1ms)
整合1、2、3的数据结果（1ms）

单线程总共需要34ms。

如果仍按上述划分方案（上述方案与桶原理相同，耗时取决于最慢线程的执行速度），则为第三线程，执行29ms。所以最后一个请求需要30ms。与不使用单线程相比，节省4ms。但是，线程调度切换也有可能花费1、2ms。因此，该方案的优势并不明显，但也提高了程序的复杂性。不太值得。

所以现在的优化点，不是第一个例子，任务分割多线程完成。但是优化文件3的读取速度。可能是缓存和减少一些重复读取。

首先，假设所有用户都要求这个请求，这实际上相当于所有用户都需要阅读文件3。想想看，100人提出了这个请求，相当于你花在阅读这个文件上的时间是28×100=2800ms了。所以，如果你缓存了文件，只要读取了第一个用户的请求，第二个用户就不需要读取。从内部访问非常快，可能不到1ms。

伪代码：

public class MyServlet extends Servlet{    private static Map<String, String> fileName2Data = new HashMap<String, String>();    private void procesfile3(String fName){        String data = fileName2Data.get(fName);        if(data==null){            data = readFromFile(fName);    //耗时28ms            fileName2Data.put(fName, data);        }        //process with data    }}

它看起来不错。建立文件名和文件数据的映射。如果读取map中已经存在的数据，则无需读取文件。

但问题是，Servlet是并发的，这将导致一个非常严重的问题，一个死循环。因为，当Hashmap并发修改时，它可能会导致循环链表的组成！！！（具体来说，您可以自己阅读Hashmap源代码）如果您没有接触到太多的线程，您可能会发现服务器没有要求或巨大的卡，也不知道发生了什么！

好吧，用ConcurrentHashmap，就像他的名字一样，他是一个安全的Hashmap，可以很容易地解决问题。

public class MyServlet extends Servlet{    private static ConcurrentHashMap<String, String> fileName2Data = new ConcurrentHashMap<String, String>();    private void procesfile3(String fName){        String data = fileName2Data.get(fName);        if(data==null){            data = readFromFile(fName);    //耗时28ms            fileName2Data.put(fName, data);        }        //process with data    }}

这真的解决了问题吗？这样，只要用户访问文件a，另一个用户想访问文件a，他就会从filename2data中获取数据，然后不会造成死循环。

然而，如果你认为这已经结束了，那么你认为多线程太简单了，骚年！你会发现，当1000个用户第一次访问相同的文件时，他们读取了1000个文件（这是最极端的，可能只有几百个）。What the fuckin hell!!!

代码错了吗？我就这样过我的生活吗？

好好分析一下。Servlet是多线程的，所以

public class MyServlet extends Servlet{    private static ConcurrentHashMap<String, String> fileName2Data = new ConcurrentHashMap<String, String>();    private void procesfile3(String fName){        String data = fileName2Data.get(fName);        ///“偶然”-- 1000个线程同时到这里，同时，data也被发现为null        if(data==null){            data = readFromFile(fName);    //耗时28ms            fileName2Data.put(fName, data);        }        //process with data    }}

上面注释的“偶然”是完全有可能的，所以这样做还是有问题的。

因此，您可以简单地包装一个任务来处理它。

public class MyServlet extends Servlet{    private static ConcurrentHashMap<String, FutureTask> fileName2Data = new ConcurrentHashMap<String, FutureTask>();    private static ExecutorService exec = Executors.newCacheThreadPool();    private void procesfile3(String fName){        FutureTask data = fileName2Data.get(fName);        ///“偶然”-- 1000个线程同时到这里，同时，data也被发现为null        if(data==null){            data = newFutureTask(fName);            FutureTask old = fileName2Data.putIfAbsent(fName, data);            if(old==null){                data = old;            }else{                exec.execute(data);            }        }        String d = data.get();        //process with data    }         private FutureTask newFutureTask(final String file){        return  new FutureTask(new Callable<String>(){            public String call(){                return readFromFile(file);            }             private String readFromFile(String file){return "";}        }    }}

以上所有代码都是直接在bbs打出来的，不能保证直接运行。

多线程最多的场景:web服务器本身；各种特殊服务器(如游戏服务器)；

常见的多线程应用场景：