Java 多线程执行效率没有一个线程执行效率高

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mob64ca12f15103 2024-03-11 03:25:21 ©著作权

文章标签 执行效率多线程单线程 文章分类 Java 后端开发

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Java多线程执行效率分析

在Java中，多线程是一种常用的并发编程方式，可以让程序同时执行多个任务，提高系统的性能和响应速度。然而，多线程执行效率并不是简单地线程数量越多执行效率越高的。

为什么多线程执行效率不一定高

在多线程编程中，线程之间的切换和调度是需要消耗时间的。当线程数量增多时，系统需要频繁地进行线程切换，这就会导致系统的性能下降，甚至出现线程竞争、死锁等问题，进而影响程序的执行效率。

另外，多线程编程需要考虑线程安全性，即多个线程同时访问共享资源时需要进行同步处理，这会增加编程复杂性，也会影响程序的执行效率。

多线程执行效率示例

下面通过一个简单的示例来演示多线程执行效率的问题。我们创建一个计算1-10000000之间所有整数的和的程序，使用单线程和多线程分别执行，比较它们的执行时间。

单线程计算

public class SingleThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        long sum = 0;
        for (int i = 1; i <= 10000000; i++) {
            sum += i;
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Single thread sum: " + sum);
        System.out.println("Single thread time: " + (endTime - startTime) + "ms");
    }
}

多线程计算

public class MultiThreadDemo {
    private static final int THREAD_COUNT = 4;
    private static final int NUM_COUNT = 10000000;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        long sum = 0;

        Thread[] threads = new Thread[THREAD_COUNT];
        for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
            final int start = i * NUM_COUNT / THREAD_COUNT + 1;
            final int end = (i + 1) * NUM_COUNT / THREAD_COUNT;
            threads[i] = new Thread(() -> {
                long subSum = 0;
                for (int j = start; j <= end; j++) {
                    subSum += j;
                }
                synchronized (MultiThreadDemo.class) {
                    sum += subSum;
                }
            });
            threads[i].start();
        }

        for (Thread thread : threads) {
            thread.join();
        }

        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Multi thread sum: " + sum);
        System.out.println("Multi thread time: " + (endTime - startTime) + "ms");
    }
}

状态图

stateDiagram
    [*] --> SingleThread
    SingleThread --> MultiThread
    MultiThread --> [*]

甘特图

gantt
    title 多线程执行效率比较
    dateFormat  YYYY-MM-DD
    section 单线程执行
    SingleThread : 2022-01-01, 7d
    section 多线程执行
    MultiThread : 2022-01-01, 4d