本篇通过一种趣味化的形式来讲述 Java 的多线程。
00、故事的起源
“二哥，上一篇《集合》的反响效果怎么样啊？”三妹对她提议的《教妹学 Java》专栏很关心。
“这篇文章的浏览量要比第一篇《泛型》好得多。”
“这是个好消息啊，说明更多人接受了二哥的创作。”三妹心花怒放了起来。
“也许没什么对比性。”
“没有对比性？我翻看了一下二哥 7 个月前写的文章，是真的水啊，嘻嘻。”三妹卖了一个萌，继续说道，“说实话，竟然还有读者愿意看，真的是不可思议。”
“你是想挨揍吗？”
“别啊。我是说，二哥现在的读者真的很幸运，因为他们看到了更高质量的文章。”三妹继续肆无忌惮地说着她的真心话。
“是啊，比以前好多了，但我还要更加地努力，这次的主题是《多线程》，三妹你准备好了吗？”
“早准备好了。让我继续来提问吧，二哥你继续回答。”三妹已经跃跃欲试了。
01、二哥，什么是线程啊？
三妹，听哥给你慢慢讲啊。
要想了解线程，得先了解进程，因为线程是进程的一个单元。你看，我这台电脑同时开了很多个进程，比如说打字用的这个输入法、写作用的这个浏览器，听歌用的这个音乐播放器。
这些进程同时可能干几件事，比如说这个音乐播放器，一边滚动着歌词，一边播放着音频。也就是说，在一个进程内部，可能同时运行着多个线程（Thread），每个线程负责着不同的任务。
由于每个进程至少要干一件事，所以，一个进程至少有一个线程。在 Java 的程序当中，至少会有一个 main 方法，也就是所谓的主线程。
可以同时执行多个线程，执行方式和多个进程是一样的，都是由操作系统决定的。操作系统可以在多个线程之间进行快速地切换，让每个线程交替地运行。切换的时间越短，程序的效率就越高。
进程和线程之间的关系可以用一句通俗的话讲，就是“进程是爹妈，管着众多的线程儿女。”
02、二哥，为什么要用多线程啊？
三妹，先去给哥泡杯咖啡，再来听哥给你慢慢地讲。
多线程作为一种多任务、并发的工作方式，好处多多。
第一，减少应用程序的响应时间。
对于计算机来说，IO 读写和网络通信相对是比较耗时的任务，如果不使用多线程的话，其他耗时少的任务也必须要等待这些任务结束后才能执行。
第二，充分利用多核 CPU 的优势。
操作系统可以保证当线程数不大于 CPU 数目时，不同的线程运行于不同的 CPU 上。不过，即便线程数超过了 CPU 数目，操作系统和线程池也会尽最大可能地减少线程切换花费的时间，最大可能地发挥并发的优势，提升程序的性能。
第三，相比于多进程，多线程是一种更“高效”的多任务执行方式。
对于不同的进程来说，它们具有独立的数据空间，数据之间的共享必须通过“通信”的方式进行。而线程则不需要，同一进程下的线程之间共享数据空间。
当然了，如果两个线程存取相同的对象，并且每个线程都调用了一个修改该对象状态的方法，将会带来新的问题。
什么问题呢？我们来通过下面的示例进行说明。
public class Cmower { public static int count = 0; public static int getCount() { return count; } public static void addCount() { count++; } public static void main(String[] args) { ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(10, 1000, 60L, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10)); for (int i = 0; i < 1000; i++) { Runnable r = new Runnable() { @Override public void run() { Cmower.addCount(); } }; executorService.execute(r); } executorService.shutdown(); System.out.println(Cmower.count); } }
我们创建了一个线程池，通过 for 循环让线程池执行 1000 个线程，每个线程调用了一次 Cmower.addCount() 方法，对 count 值进行加 1 操作，当 1000 个线程执行完毕后，在控制台打印 count 的值。
其结果会是什么呢？
998、997、998、996、996
但几乎不会是我们想要的答案 1000。
03、二哥，为什么答案不是 1000 呢？
三妹啊，咖啡泡得太浓了。不过，浓一点的好处是更提神了。
程序在运行过程中，会将运算需要的数据从物理内存中复制一份到 CPU 的高速缓存当中，计算结束之后，再将高速缓存中的数据刷新到物理内存当中。
拿 count++ 来说。当线程执行这个语句时，会先从物理内存中读取 count 的值，然后复制一份到高速缓存当中，CPU 执行指令对 count 进行加 1 操作，再将高速缓存中 count 的最新值刷新到物理内存当中。
在多核 CPU 中，每个线程可能运行于不同的 CPU 中，因此每个线程在运行时会有专属的高速缓存。假设线程 A 正在对 count 进行加 1 操作，此时线程 B 的高速缓存中 count 的值仍然是 0 ，进行加 1 操作后 count 的值为 1。最后两个线程把最新值 1 刷新到物理内存中，而不是理想中的 2。
这种被多个线程访问的变量被称为共享变量，他们通常需要被保护起来。
