多线程并发详解

Posted 2020-12-18 firecode7

一、Java 线程实现/创建方式

　　注意：

　　• 新建的线程不会自动开始运行，必须通过start( )方法启动

　　• 不能直接调用run()来启动线程，这样run()将作为一个普通方法立即执行，执行完毕前其他线程无法并发执行

　　• Java程序启动时，会立刻创建主线程，main就是在这个线程上运行。当不再产生新线程时，程序是单线程的

　1.1 继承Thread 类

　　　Thread 类本质上是实现了 Runnable 接口的一个实例，代表一个线程的实例。启动线程的唯一方法就是通过 Thread 类的 start()实例方法。start()方法是一个 native 方法，它将启动一个新线程，并执行 run()方法。

　　　　• 优势：编写简单

　　　　• 劣势：无法继承其它父类

　　1.1.1 创建：继承Thread+重写run

　　1.1.2 启动：创建子类对象+调用start

public class StartThread extends Thread{

	//线程入口点
	@Override
	public void run() {
		for(int i=0;i<10;i++) {
			System.out.println("listen music");
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		//创建子类对象
		StartThread st=new StartThread();
		//调用start方法
		st.start();//开启新线程交于cpu决定执行顺序
		for(int i=0;i<10;i++) {
			System.out.println("coding");
		}
	}
}

　1.2 实现runnable接口

　　　如果自己的类已经 extends 另一个类，就无法直接 extends Thread，此时，可以实现一个Runnable 接口。

　　　　• 优势：可以继承其它类，多线程可共享同一个Runnable对象

　　　　• 劣势：编程方式稍微复杂，如果需要访问当前线程，需要调用Thread.currentThread()方法

　　　1.2.1 创建：实现runnable接口+重写run

　　　1.2.2 启动：创建实现类对象+Thread类对象+调用start

public class StartRun implements Runnable{

	//线程入口点
	@Override
	public void run() {
		for(int i=0;i<10;i++) {
			System.out.println("listen music");
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		//创建实现类对象
		StartRun st=new StartRun();
		//创建代理类对象
　　　　　　　　　 //启动 MyThread，需要首先实例化一个 Thread，并传入自己的 MyThread 实例：

		Thread t=new Thread(st); 

　　　　　　　　　　//事实上，当传入一个 Runnable target 参数给 Thread 后，Thread 的 run()方法就会调用target.run()

		//调用start方法
		t.start();//开启新线程交于cpu决定执行顺序
		
		//匿名法
//		new Thread(new StartRun()).start();
		
		for(int i=0;i<10;i++) {
			System.out.println("coding");
		}
	}
}

　1.3 实现Callable接口

　　　有返回值的任务必须实现 Callable 接口，类似的，无返回值的任务必须 Runnable 接口。执行Callable 任务后，可以获取一个 Future 的对象，在该对象上调用 get 就可以获取到 Callable 任务返回的 Object 了，再结合线程池接口 ExecutorService 就可以实现传说中有返回结果的多线程了。

　　　　• 与实行Runnable相比， Callable功能更强大些

　　　　• 方法不同

　　　　• 可以有返回值，支持泛型的返回值

　　　　• 可以抛出异常

　　　　• 需要借助FutureTask，比如获取返回结果

　　Future接口

　　　　• 可以对具体Runnable、Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果等。

　　　　• FutrueTask是Futrue接口的唯一的实现类

　　　　• FutureTask 同时实现了Runnable, Future接口。它既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值

    //创建一个线程池
    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);
    // 创建多个有返回值的任务
    List<Future> list = new ArrayList<Future>(); 
    for (int i = 0; i < taskSize; i++) { 
        Callable c = new MyCallable(i + " "); 
        // 执行任务并获取 Future 对象
        Future f = pool.submit(c); 
        list.add(f); 
    } 
    // 关闭线程池
    pool.shutdown(); 
    // 获取所有并发任务的运行结果
    for (Future f : list) { 
    // 从 Future 对象上获取任务的返回值，并输出到控制台
        System.out.println("res：" + f.get().toString()); 
    }

　1.4 基于线程池的方式

　　　线程和数据库连接这些资源都是非常宝贵的资源。那么每次需要的时候创建，不需要的时候销毁，是非常浪费资源的。那么我们就可以使用缓存的策略，也就是使用线程池。

// 创建线程池
 ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
 while(true) {
     threadPool.execute(new Runnable() { // 提交多个线程任务，并执行
         @Override
         public void run() {
             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running ..");
             try {
                 Thread.sleep(3000);
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
      });
   } 
}                

　　

二、四种线程池

　Java 里面线程池的顶级接口是 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 ExecutorService。

　

 

　2.1 newCachedThreadPool

　　创建一个可根据需要创建新线程的线程池，但是在以前构造的线程可用时将重用它们。对于执行很多短期异步任务的程序而言，这些线程池通常可提高程序性能。调用 execute 将重用以前构造的线程（如果线程可用）。如果现有线程没有可用的，则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。因此，长时间保持空闲的线程池不会使用任何资源。

　2.2 newFixedThreadPool

　　创建一个可重用固定线程数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程。在任意点，在大多数 Threads 线程会处于处理任务的活动状态。如果在所有线程处于活动状态时提交附加任务，则在有可用线程之前，附加任务将在队列中等待。如果在关闭前的执行期间由于失败而导致任何线程终止，那么一个新线程将代替它执行后续的任务（如果需要）。在某个线程被显式地关闭之前，池中的线程将一直存在。

　2.3 newScheduledThreadPool

　　创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。

 ScheduledExecutorService scheduledThreadPool= Executors.newScheduledThreadPool(3); 
 scheduledThreadPool.schedule(newRunnable(){ 
     @Override 
     public void run() {
         System.out.println("延迟三秒");
     }
 }, 3, TimeUnit.SECONDS);
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(newRunnable(){ 
     @Override 
     public void run() {
         System.out.println("延迟 1 秒后每三秒执行一次");
     }
 },1,3,TimeUnit.SECONDS);

　2.4 newSingleThreadExecutor

　　Executors.newSingleThreadExecutor()返回一个线程池（这个线程池只有一个线程）,这个线程池可以在线程死后（或发生异常时）重新启动一个线程来替代原来的线程继续执行下去！