java多线程int

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mob64ca13fc5fb6 2024-09-29 14:53:10

文章标签 java多线程int 线程线程池多线程 java 文章分类 Java 后端开发

java 高级 – 线程，多线程，线程池概念。

前言

线程：进程中负责程序执行的执行单元。一个进程中至少有一个线程。

多线程：解决多任务同时执行的需求，合理使用CPU资源（时间片）。多线程的运行是根据CPU切换（计数器，寄存器）完成，如何切换由CPU决定，因此多线程运行具有不确定性。

线程池：基本思想还是一种对象池的思想，开辟一块内存空间，里面存放了众多(未死亡)的线程，池中线程执行调度由线程池管理器来处理。当有线程任务时，从池中取一个，执行完成后线程对象归池，这样可以避免反复创建线程对象所带来的性能开销，节省了系统的资源。

定义线程

继承Thread自身变成一个线程；

class DemoThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        super.run();
    }
}

DemoThread t = new DemoThread();
t.start();

通过继承一个线程Thrad，本身变成一个线程。重写run方法，定义线程执行方法；调用start()方法执行；

实现Runnable接口

public class Demo1 implements Runnable {

  
    @Override
    public void run() {

    }


}

class Demo2{
public static void mian（String [] args）{

		Thread thread = new Thread(Demo1 );
		thred.start();

}
}

通过实现Runnable接口，复写Run方法，来定义线程。

用 Runnable 还是 Thread

Runnable是通过实现接口来实现，而Thread是通过自身变成线程来实现。
由于java不支持多继承，所以实现接口，更加轻量化。故使用Runnable比较合适；

线程的生命周期

java多线程int_多线程

java多线程int_多线程_02

创建一个线程，执行一个线程。线程进入就绪状态，被cpu选中执行，执行一半，进入等待，又被选中，准备就绪，执行。到最后执行结束，回归线程池或者执行结束失望；

等待状态可能会遇到，阻塞，死锁等状态；

线程池里面的线程，只有重启项目所有线程被kill清空；

多线程

java多线程int_java多线程int_03

synchronized

加上 synchronized 的方法和块语句，在多线程访问的时候，同一时刻只能有一个线程能够访问，可以在工具类创建一个OneByOneTemplate。

wait()、notify()、notifyAll()

这三个方法是 java.lang.Object 的 final native 方法，任何继承 java.lang.Object 的类都有这三个方法。

wait()：

线程进入等待状态，直到它被其他线程通过notify()或者notifyAll唤醒，该方法只能在同步方法中调用。

notify()：

随机选择一个在该对象上调用wait方法的线程，解除其阻塞状态，该方法只能在同步方法或同步块内部调用。

notifyAll()：

解除所有那些在该对象上调用wait方法的线程的阻塞状态，同样该方法只能在同步方法或同步块内部调用。

调用这三个方法中任意一个，当前线程必须是锁的持有者，如果不是会抛出一个 IllegalMonitorStateException 异常。

wait() 与 Thread.sleep(long time) 的区别

sleep()：在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行），该线程不丢失任何监视器的所属权，sleep() 是 Thread 类专属的静态方法，针对一个特定的线程。
wait() 方法使实体所处线程暂停执行，从而使对象进入等待状态，直到被 notify() 方法通知或者 wait() 的等待的时间到。sleep() 方法使持有的线程暂停运行，从而使线程进入休眠状态，直到用 interrupt 方法来打断他的休眠或者 sleep 的休眠的时间到。

wait() 方法进入等待状态时会释放同步锁，而 sleep() 方法不会释放同步锁。所以，当一个线程无限 sleep 时又没有任何人去 interrupt 它的时候，程序就产生大麻烦了，notify() 是用来通知线程，但在 notify() 之前线程是需要获得 lock 的。另个意思就是必须写在 synchronized(lockobj) {…} 之中。wait() 也是这个样子，一个线程需要释放某个 lock，也是在其获得 lock 情况下才能够释放，所以 wait() 也需要放在 synchronized(lockobj) {…} 之中。

ThreadLocal 变量

ThreadLocal 是Java里一种特殊的变量。拷贝，每个线程都有一个 ThreadLocal 就是每个线程都拥有了自己独立的一个变量，竞争条件被彻底消除了。如果为每个线程提供一个自己独有的变量拷贝，将大大提高效率。首先，通过复用减少了代价高昂的对象的创建个数。其次，你在没有使用高代价的同步或者不变性的情况下获得了线程安全。

join() 方法

join() 方法定义在 Thread 类中，所以调用者必须是一个线程，join() 方法主要是让调用该方法的 Thread 完成 run() 方法里面的东西后，再执行 join() 方法后面的代码

Thread.sleep(long time)： 线程暂时终止执行（睡眠）一定的时间。
Thread.yield()： 线程放弃运行，将CPU的控制权让出。

Executor

Java里面线程池的顶级接口是 Executor，不过真正的线程池接口是 ExecutorService， ExecutorService 的默认实现是 ThreadPoolExecutor；普通类 Executors 里面调用的就是 ThreadPoolExecutor。

照例看一下各个接口的源码：

public interface Executor {
    void execute(Runnable command);
}

public interface ExecutorService extends Executor {
    void shutdown();
    List<Runnable> shutdownNow();
    
    boolean isShutdown();
    boolean isTerminated();
    
    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);
    <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
    Future<?> submit(Runnable task);
    ...
}

public class Executors {
    public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
            return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, 
                            new SynchronousQueue<Runnable>());
    }
    ...
}

创建一个线程池

ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();

Executors 提供四种线程池：

newCachedThreadPool 是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。注意，可以使用 ThreadPoolExecutor 构造方法创建具有类似属性但细节不同（例如超时参数）的线程池。

newSingleThreadExecutor 创建是一个单线程池，也就是该线程池只有一个线程在工作，所有的任务是串行执行的，如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它，此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。

newFixedThreadPool 创建固定大小的线程池，每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小，线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。

newScheduledThreadPool 创建一个大小无限的线程池，此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory) {
    this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, 
        threadFactory, defaultHandler);
}

corePoolSize：线程池的核心线程数，一般情况下不管有没有任务都会一直在线程池中一直存活，只有在 ThreadPoolExecutor 中的方法
allowCoreThreadTimeOut(boolean value) 设置为 true 时，闲置的核心线程会存在超时机制，如果在指定时间没有新任务来时，核心线程也会被终止，而这个时间间隔由第3个属性 keepAliveTime 指定。

maximumPoolSize：线程池所能容纳的最大线程数，当活动的线程数达到这个值后，后续的新任务将会被阻塞。

keepAliveTime：控制线程闲置时的超时时长，超过则终止该线程。一般情况下用于非核心线程，只有在 ThreadPoolExecutor 中的方法 allowCoreThreadTimeOut(boolean value) 设置为 true时，也作用于核心线程。

unit：用于指定 keepAliveTime 参数的时间单位，TimeUnit 是个 enum 枚举类型，常用的有：TimeUnit.HOURS(小时)、TimeUnit.MINUTES(分钟)、TimeUnit.SECONDS(秒) 和 TimeUnit.MILLISECONDS(毫秒)等。

workQueue：线程池的任务队列，通过线程池的 execute(Runnable command) 方法会将任务 Runnable 存储在队列中。

threadFactory：线程工厂，它是一个接口，用来为线程池创建新线程的。