JAVASE-DAY14

Posted 2020-11-27 winterriver

DAY14

1.等待唤醒机制

1.1 线程间通信

概念：多个线程在处理同一个资源，但是处理的动作（线程的任务）却不相同。

比如：线程A用来生成包子的，线程B用来吃包子的，包子可以理解为同一资源，线程A与线程B处理的动作，一个是生产，一个是消费，那么线程A与线程B之间就存在线程通信问题。

1.2 等待唤醒机制

多个线程间的一种协作机制。

一个线程进行了规定操作后，就进入等待状态（wait()），等待其他线程执行完他们的指定代码过后再将其唤醒（notify()）；

在有多个线程进行等待时，如果需要，可以使用 notifyAll()来唤醒所有的等待线程。

wait/notify 就是线程间的一种协作机制。

等待唤醒机制就是用于解决线程间通信的问题的，使用到的3个方法的含义如下：

1. wait：线程不再活动，不再参与调度，进入 wait set 中，因此不会浪费 CPU 资源，也不会去竞争锁，这时的线程状态即是 WAITING。它还要等着别的线程执行一个特别的动作，也即是“通知（notify）”在这个对象上等待的线程从wait set 中释放出来，重新进入到调度队列（ready queue）中。

2. notify：选取所通知对象的 wait set 中的一个线程释放；例如，餐馆有空位置后，等候就餐最久的顾客最先入座。

3. notifyAll：释放所通知对象的 wait set 上的全部线程。

注意： 哪怕只通知了一个等待的线程，被通知线程也不能立即恢复执行，因为它当初中断的地方是在同步块内，而此刻它已经不持有锁，所以它需要再次尝试去获取锁（很可能面临其它线程的竞争），成功后才能在当初调用 wait 方法之后的地方恢复执行。

如果能获取锁，线程就从 WAITING 状态变成 RUNNABLE 状态；

否则，从 wait set 出来，又进入 entry set，线程就从 WAITING 状态又变成 BLOCKED 状态。

调用wait和notify方法需要注意的细节：

1. wait方法与notify方法必须要由同一个锁对象调用。因为：对应的锁对象可以通过notify唤醒使用同一个锁对象调用的wait方法后的线程。

2. wait方法与notify方法是属于Object类的方法的。因为：锁对象可以是任意对象，而任意对象的所属类都是继 承了Object类的。

3. wait方法与notify方法必须要在同步代码块或者是同步函数中使用。因为：必须要通过锁对象调用这2个方 法。

2.线程池

线程池：一个容纳多个线程的容器，其中的线程可以反复使用，省去了频繁创建线程对象的操作，无需反复创建线程而消耗过多资源。

合理利用线程池能够带来三个好处：

1. 降低资源消耗。减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。

2. 提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。

3. 提高线程的可管理性。可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。

线程池的使用

Java里面线程池的顶级接口是java.util.concurrent.Executor，但是严格意义上讲Executor 并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是java.util.concurrent.ExecutorService 。

要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，很有可能配置的线程池不是较优的，因此在java.util.concurrent.Executors线程工厂类里面提供了一些静态工厂，生成一些常用的线程池。官 方建议使用Executors工程类来创建线程池对象。

• public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) ：返回线程池对象。(创建的是有界线 程池，也就是池中的线程个数可以指定最大数量)

• public Future<?> submit(Runnable task)：获取线程池中的某一个线程对象，并执行。

• Future接口：用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用。

使用线程池中线程对象的步骤：

1. 创建线程池对象。

2. 创建Runnable接口子类对象。(task)

3. 提交Runnable接口子类对象。(take task)

4. 关闭线程池(一般不做)。

Runnable实现类代码：

public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("我要一个教练");
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("教练来了： " + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("教我游泳,交完后，教练回到了游泳池");
    }
}

线程池测试类：

public class ThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程池对象
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);//包含2个线程对象
        // 创建Runnable实例对象
        MyRunnable r = new MyRunnable();
        //自己创建线程对象的方式
        // Thread t = new Thread(r);
        // t.start(); ‐‐‐> 调用MyRunnable中的run()
        // 从线程池中获取线程对象,然后调用MyRunnable中的run()
        service.submit(r);
        // 再获取个线程对象，调用MyRunnable中的run()
        service.submit(r);
        service.submit(r);
        // 注意：submit方法调用结束后，程序并不终止，是因为线程池控制了线程的关闭。
        // 将使用完的线程又归还到了线程池中
        // 关闭线程池
        //service.shutdown();
    }
}

3. Lambda表达式

面向对象的思想：

做一件事情，找一个能解决这个事情的对象，调用对象的方法，完成事情。

函数式编程思想：

只要能获取到结果，谁去做的，怎么做的都不重要，重视的是结果，不重视过程。

3.1 Lambda标准格式

Lambda省去面向对象的条条框框，格式由3个部分组成：

• 一些参数

• 一个箭头

• 一段代码

(参数类型 参数名称) ‐> { 代码语句 }

格式说明：

• 小括号内的语法与传统方法参数列表一致：无参数则留空；多个参数则用逗号分隔。

• -> 是新引入的语法格式，代表指向动作。

• 大括号内的语法与传统方法体要求基本一致。

3.2 省略写法

在Lambda标准格式的基础上，使用省略写法的规则为：

1. 小括号内参数的类型可以省略；

2. 如果小括号内有且仅有一个参，则小括号可以省略；

3. 如果大括号内有且仅有一个语句，则无论是否有返回值，都可以省略大括号、return关键字及语句分号。

3.3 Lambda的使用前提

Lambda的语法非常简洁，完全没有面向对象复杂的束缚。但是使用时有几个问题需要特别注意：

1. 使用Lambda必须具有接口，且要求接口中有且仅有一个抽象方法。 无论是JDK内置的Runnable 、Comparator 接口还是自定义的接口，只有当接口中的抽象方法存在且唯一 时，才可以使用Lambda。

2. 使用Lambda必须具有上下文推断。 也就是方法的参数或局部变量类型必须为Lambda对应的接口类型，才能使用Lambda作为该接口的实例。

备注：有且仅有一个抽象方法的接口，称为“函数式接口”。

4.File类

java.io.File 类是文件和目录路径名的抽象表示，主要用于文件和目录的创建、查找和删除等操作。

4.1 构造方法

public File(String pathname) ：通过将给定的路径名字符串转换为抽象路径名来创建新的 File实例。 public File(String parent, String child) ：从父路径名字符串和子路径名字符串创建新的 File实例。 public File(File parent, String child) ：从父抽象路径名和子路径名字符串创建新的 File实例。

1. 一个File对象代表硬盘中实际存在的一个文件或者目录。

2. 无论该路径下是否存在文件或者目录，都不影响File对象的创建。

4.2 获取功能的方法

public String getAbsolutePath()：返回此File的绝对路径名字符串。 public String getPath()：将此File转换为路径名字符串。 public String getName()：返回由此File表示的文件或目录的名称。 public long length()：返回由此File表示的文件的长度。

• API中说明：length()，表示文件的长度。但是File对象表示目录，则返回值未指定。

• 绝对路径：从盘符开始的路径，这是一个完整的路径。

• 相对路径：相对于项目目录的路径，这是一个便捷的路径，开发中经常使用。

4.3 判断功能的方法

public boolean exists() ：此File表示的文件或目录是否实际存在。 public boolean isDirectory()：此File表示的是否为目录。 public boolean isFile()：此File表示的是否为文件。

4.4 创建删除功能的方法

public boolean createNewFile()：当且仅当具有该名称的文件尚不存在时，创建一个新的空文件。 public boolean delete()：删除由此File表示的文件或目录。 public boolean mkdir()：创建由此File表示的目录。 public boolean mkdirs()：创建由此File表示的目录，包括任何必需但不存在的父目录。

• API中说明：delete方法，如果此File表示目录，则目录必须为空才能删除。

4.5 目录的遍历

public String[] list()：返回一个String数组，表示该File目录中的所有子文件或目录。 public File[] listFiles()：返回一个File数组，表示该File目录中的所有的子文件或目录。

• 调用listFiles方法的File对象，表示的必须是实际存在的目录，否则返回null，无法进行遍历。