多线程并发

在多核CPU中，利用多线程并发编程，可以更加充分地利用每个核的资源

在Java中，一个应用程序对应着一个JVM实例（也有地方称为JVM进程），如果程序没有主动创建线程，则只会创建一个主线程。但这不代表JVM中只有一个线程，JVM实例在创建的时候，同时会创建很多其他的线程（比如垃圾收集器线程）。

线程创建

线程有三种创建方式：

ThreadRunnableCallable

对比：Runnable接口解决了Thread单继承的局限性。而Callable解决了Runnable无法抛异常给调用方的局限性。

class T extends Thread {    @Override    public void run() {        println("我是继承Thread的任务");    }}class R implements Runnable {  //解决了单继承问题    @Override    public void run() {        println("我是实现Runnable的任务");    }}class C implements Callable<String> {    @Override    public String call() throws Exception {  //可以抛异常        println("我是实现Callable的任务");        return "success";    //任务有返回值    }}

线程启动调用线程的start()方法，这里要注意， 只有Thread方法可以调用start()，因此需要为其他类型的线程创建方式实例分配Thread实例。

// 启动继承Thread类的任务Thread MyThread = new MyThread();MyThread.start();class MyThread extends Thread {    @Override    public void run() {        System.out.println("hello myThread" + Thread.currentThread().getName());    }}// 启动实现Runnable接口的任务MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();Thread thread = new Thread(myRunnable);  //要给实现Runnable的实例分配新的对象thread.start();class MyRunnable implements Runnable{    @Override    public void run(){        System.out.println("hello myRunnable" + Thread.currentThread().getName());    }}// 启动实现了Callable接口的任务 结合FutureTask 可以获取线程执行的结果FutureTask<String> target = new FutureTask<>(new C());  //C是实现了Callable接口的类new Thread(target).start();log.info(target.get());

各线程类图常用方法

方法

说明

setName("String");

给线程设置名称

getName();

获取线程的名称

Thread.currentThread();

获取当前执行的线程对象

Thread.sleep(ms);

线程休眠(以ms为单位)

线程同步

多个线程同时 操作 某个临界资源可能出现业务安全问题。采用 互斥访问

加锁：把临界资源进行上锁，每次只允许一个线程进入访问完成后才解锁，允许其他进程进入

同步代码块

对代码块上锁

快捷键： CTRL+ALT+T

关于锁对象的选择

最好不要用任意唯一的锁对象，因为这会影响其他无关线程的执行。

规范上：建议使用临界资源作为锁对象

对于 实例方法 建议使用 this 作为锁对象

对于 静态方法 建议使用 字节码(类名.class) 作为锁对象

synchronized(同步锁对象) {  //synchronized(this) 只锁自己的临界资源	//操作系统资源的代码(出现安全问题的核心代码)}

同步方法

对方法上锁

在方法定义时加上synchronized关键字即可

同步方法底层有 隐式锁对象

如果方法是实例方法：同步方法默认使用 this 作为锁对象

如果方法是静态方法：同步方法默认使用 类名.class 作为锁对象

修饰符 synchronized 返回值类型 方法名称(形参列表) {	//操作系统资源的代码}

Lock锁

//创建锁private final Lock lock = new ReentranLock();lock.lock();    //加锁	try {        //锁住的内容    } finally {		lock.unlock();  //解锁    }

线程通信

典型应用：生产者-消费者模型

实现方法：使用一个共享变量实现线程通信

方法名称

功能

锁.wait()

让当前线程等待并释放所占锁，直到另一个线程调用notify()方法或notifyAll()方法

锁.notify()

唤醒正在等待的单个线程

锁.notifyAll()

唤醒正在等待的所有线程

线程池

一个可以复用线程的技术，当请求过多时用于降低系统开销

ExecutorService代表线程池接口

如何得到线程池对象方式一：使用ExecutorService的实现类ThreadPoolExecutor创建线程池对象

创建临时线程的条件：①核心线程全忙 ②任务队列满

拒绝任务的条件：临时线程和核心线程全忙

线程池处理Runnable任务的方法：

public class Communication {    public static void main(String[] args) {        //线程池创建        ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(3,5,2, TimeUnit.MINUTES, new ArrayBlockingQueue<>(5),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());        Runnable myRunnable = new myRunnable();		//线程池产生Runnable线程对象        pool.execute(myRunnable);        pool.execute(myRunnable);        pool.execute(myRunnable);        pool.execute(myRunnable);        pool.execute(myRunnable);        pool.execute(myRunnable);        pool.execute(myRunnable);        pool.execute(myRunnable);        //开始创建临时线程        pool.execute(myRunnable);        pool.execute(myRunnable);        //抛出异常        pool.execute(myRunnable);    }}/** * 功能：用线程池实现Runnable对象 */class myRunnable implements Runnable {    @Override    public void run() {        for (int i = 0; i < 5; i++) {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在打印hello ==>" + i);        }        try {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始睡眠");            Thread.sleep(1000000);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }    }}

线程池处理Callable任务的方法

public class Communication {    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {        //线程池创建（不变）        ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(3,5,2,                TimeUnit.MINUTES, new ArrayBlockingQueue<>(5),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());		//调用线程池的submit方法处理myCallable对象，并用Future Task的父类Future继承        Future<String> f1 = pool.submit(new myCallable(100));        Future<String> f2 = pool.submit(new myCallable(200));        Future<String> f3 = pool.submit(new myCallable(300));        Future<String> f4 = pool.submit(new myCallable(400));        Future<String> f5 = pool.submit(new myCallable(500));		//调用get方法返回内容        System.out.println(f1.get());        System.out.println(f2.get());        System.out.println(f3.get());        System.out.println(f4.get());        System.out.println(f5.get());    }}/** * 功能：用线程池实现Callable线程对象 */class myCallable implements Callable<String> {    private int n;    public myCallable(int n) {        this.n = n;    }    @Override    public String call() throws Exception {        int sum = 0;        for (int i = 0; i < n; i++) {            sum += i;        }        return Thread.currentThread().getName() + "计算的1-" + n + "结果为" + sum;    }}

方式二：使用Executors（线程池的工具类）调用方法返回不同线程池对象【非重点】

Executors工具类底层是ThreadPoolExecutor，但在大型并发系统环境使用Executors可能出现系统风险

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(固定线程个数)    //底层调用ThreadPoolExecutor，仅有核心线程

定时器

一种控制任务延时调用，或者周期调用的技术

实现方式：：①Timer ②ScheduledExecutorService定时器

Timer定时器

Timer timer = new Timer();//schedule还有其他几种重载方式，见jdktimer.schedule(new TimerTask() {    @Override    public void run() {        //线程内容1    }},0,2000);    timer.schedule(new TimerTask() {    @Override    public void run() {        //线程内容2    }},0,2000);

Timer定时器存在的问题

1、Timer定时器是单线程，处理多个任务顺序执行，存在延时问题

2、因为是单线程，若Timer线程死掉，会影响后续任务执行

ScheduledExecutorService定时器

ScheduledExecutorService内部是一个线程池,一个任务不会干扰其他任务

ScheduledExecutorService在日常开发中更加常用

public static void main(String[] args) {        //    ScheduledExecutorService timer = new ScheduledThreadPoolExecutor(3);    //scheduleAtFixedRate表示以固定频率定时    timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {        @Override        public void run() {            System.out.println("定时1" + new Date());        }    },0,2,TimeUnit.SECONDS);        timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {        @Override        public void run() {            System.out.println("定时2" + new Date());        }    },0,3,TimeUnit.SECONDS);}

线程生命周期