JAVA 线程

【JAVA 线程】

线程

进程:是一个正在执行中的程序。每一个进程执行都有一个执行顺序。该顺序是一个执行路径,或者叫一个控制单元

线程:就是进程中的一个独立的控制单元。线程在控制着进程的执行。一个进程中至少有一个线程。(如迅雷多线程下载)

Java VM启动的时候会有一个进程java.exe.
该进程中至少一个线程负责java程序的执行,而且这个线程运行的代码存在于main方法中,该线程称之为主线程

扩展:其实更细节说明jvm,jvm启动不止一个线程,还有负责垃圾回收机制的线程。(主线程在执行其它对象时,无用对象在被垃圾回收)
 多线程存在的意义。(一个线程执行过程中产生垃圾,另一个在回收垃圾)
 线程的创建方式
 多线程的特性

程序 VS 进程 VS 线程

程序 VS 进程

程序: 一段静态的代码,一组指令的有序集合,它本身没有任何运行的含义,它只是一个静态的实体,是应用软件执行的蓝本。

进程: 是程序的一次动态执行,它对应着从代码加载,执行至执行完毕的一个完整的过程,是一个动态的实体,它有自己的生命周期。它因创建而产生,因调度而运行,因等待资源或事件而被处于等待状态,因完成任务而被撤消。反映了一个程序在一定的数据 集上运行的全部动态过程。通过进程控制块(PCB)唯一的标识某个进程。同时进程占据着相应的资源(例如包括cpu的使用 ,轮转时间以及一些其它设备的权限)。是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

程序和进程之间的主要区别:

\ 状态 是否具有资源 是否有唯一标识 是否具有并发性
程序 静态
进程 动态

进程的基本状态:

1、就绪(Ready)状态
当进程已分配到除CPU以外的所有必要资源后,只要获得CPU,便可立即执行,进程这时的状态就称为就绪状态。在一个系统中处于就绪状态的进程可能有多个,通常将他们排成一个队列,称为就绪队列

2、执行状态
进程已获得CPU,其程序正在执行。在单处理机系统中,只有一个进程处于执行状态;再多处理机系统中,则有多个进程处于执行状态

3、阻塞状态
正在执行的进程由于发生某事件而暂时无法继续执行时,便放弃处理机而处于暂停状态,亦即程序的执行受到阻塞,把这种暂停状态称为阻塞状态,有时也称为等待状态或封锁状态。

三种进程之间的转换图:

JAVA 线程_第1张图片

线程

线程: 可以理解为进程的多条执行线索,每条线索又对应着各自独立的生命周期线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位。一个线程可以创建和撤销另一个线程,同一个进程中的多个线程之间可以并发执行

Java中的线程要经历4个过程

  1. 创建
    创建一个Java线程常见的有两种方式:
    继承Thread类和实现Runnable接口这两种方式。

  2. 执行
    线程创建后仅仅占有了内存资源,在JVM管理的线程中还没有该线程,该线程必须调用start方法通知JVM,这样JVM就会知道又有一个新的线程排队等候了。如果当前线程轮到了CPU的使用权限的话,当前线程就会继续执行。

  3. 中断
    a. JVM将CPU的使用权限从当前线程切换到其它线程,使本线程让出CPU的使用权限而处于中断状态。
    b. 线程在执行过程中调用了sleep方法,使当前线程处于休眠状态。
    c. 线程在执行的过程中调用wait方法
    d. 线程在使用cpu资源期间,执行了某个操作而进如阻塞状态。

  4. 死亡
    死亡的线程不在具有执行能力。线程死亡的原因有二:
    a. 线程正常运行结束而引起的死亡,即run方法执行完毕。
    b. 线程被提前强制终止

线程的创建方式

通过对api的查找,java已经提供了对线程这类事物的描述,即Thread类。

创建线程方式一:继承Thread类

  1. 定义类继承Thread
  2. 子类覆盖父类Thread中的run方法。
    目的:将自定义线程运行的代码存储在run方法
  3. 建立子类对象的同时线程也被创建。
  4. 调用线程的start方法
    该方法两个作用:启动线程,调用run方法。通过调用start方法开启线程
Demo d = new Demo();//创建好一个线程。
d.start();//开启线程并执行该线程的run方法。
// d.run();//仅仅是对象调用方法。而线程创建了,并没有运行。

每次运行结果都不同
因为多个线程都在获取cpu的执行权。cpu执行到谁,谁就运行。明确一点,在某一个时刻,只能有一个程序在运行。(多核除外)

cpu在做着快速的切换,以达到看上去是同时运行的效果。
我们可以形象把多线程的运行形容为互相抢夺cpu的执行权(资源)。
这就是多线程的一个特性随机性。谁抢到谁执行,至于执行多长,cpu说的算。

为什么要覆盖run方法
Thread类用于描述线程。该类就定义了一个功能,用于存储线程要运行的代码,该存储功能就是run方法。
也就是说Thread类中的run方法,用于存储线程要运行的代码

线程都有自己默认名称:Thread-编号(该编号从0开始)
     getName(): 获取线程名称。
设置线程名称:setName或者构造函数。

static Thread.currentThread():获取当前线程对象

习题:创建两个线程,和主线程交替运行

public class Test extends Thread {
    //private String name;
    Test(String name) {
        super(name); //this.name = name;
    }

    public void run() {
        for (int x = 0; x < 60; x++) {
            System.out.println((Thread.currentThread() == this) + "..." + this.getName() + " run..." + x); //当前运行线程即为调用对象线程
        }
    }
}
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        Test t1 = new Test("one---");
        Test t2 = new Test("two+++");
        t1.start();//开启线程并执行该线程的run方法。
        t2.start();
        for (int x = 0; x < 60; x++) {
            System.out.println("main....." + x);
        }
    }
}

线程的四种状态

[图片上传失败...(image-40f7cc-1516803892359)]
sleep方法需要指定睡眠时间,单位是毫秒。

创建线程方式二:实现Runnable接口

  1. 定义类实现Runnable接口
  2. 覆盖Runnable接口中的run方法。将线程要运行的代码存放在该run方法中。
  3. 通过Thread类创建线程
  4. Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数
    因为,自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象。
    所以要让线程去指定指定对象的run方法,就必须明确该run方法所属对象。

public Thread(Runnable target)
分配新的 Thread 对象。这种构造方法与 Thread(null, target, gname ) 具有相同的作用,其中的 gname 是一个新生成的名称。自动生成的名称的形式为 “Thread-”+ n,其中的 n 为整数。
参数:target - 其 run 方法被调用的对象。
另请参见:[Thread(ThreadGroup, Runnable, String)](http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/lang/Thread.html#Thread(java.lang.ThreadGroup, java.lang.Runnable, java.lang.String))

  1. 用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的run方法。

实现方式VS继承方式:

实现方式好处避免单继承的局限性。在定义线程时,建议使用实现方式

两种方式区别:
继承Thread线程代码存放Thread子类run方法中。
实现Runnable线程代码存在接口的子类的run方法

线程安全问题

运行发现,可能会打印出0,-1,-2等错票。多线程的运行出现了安全问题
原因
  多个线程访问出现延迟
   线程随机性
  (当多条语句在操作同一个线程共享数据时,一个线程对多条语句只执行了一部分,还没有执行完,另一个线程参与进来执行。导致共享数据的错误。)
:线程安全问题在理想状态下,不容易出现,但一旦出现对软件的影响是非常大的。
解决办法:对多条操作共享数据的语句,只能让一个线程都执行完。在执行过程中,其他线程不可以参与执行
Java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式,即同步代码块。(synchronized)

同步(synchronized)

格式:

synchronized(对象) {
    需要被同步的代码 //运行到共享数据的代码
}

同步可以解决安全问题的根本原因就在那个对象上,该对象如同锁的功能。持有锁的线程可以在同步中执行。没有持有锁的线程即使获取cpu的执行权也进不去,因为没有获取锁。(eg.火车上的卫生间-有人就锁门,其它人进不来)

同步的特点

同步的前提:
1,必须要有两个或者两个以上的线程
2,必须是多个线程使用同一个锁
未满足这两个条件,不能称其为同步。
必须保证同步中只能有一个线程在运行。

好处解决了多线程的安全问题
弊端:多个线程需要判断锁,较为消耗资源(当线程相当多时,因为每个线程都会去判断同步上的锁,这是很耗费资源的,无形中会降低程序的运行效率。)

习题:简单的卖票程序,多个窗口同时买票。

public class Ticket implements Runnable//extends Thread
{
    private int tick = 100;
    Object obj = new Object();//通过Object创建锁对象

    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (obj) {//同步,防止线程安全问题
                if (tick > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (Exception e) {
                    }
                    //在没Synchronized的情况下用sleep方法人为让线程停在这儿,验证是否会像下面这样出现安全问题
                    //如没Synchronized,可能在tick=1时,多个线程判断完停在这儿,再轮到它们运行时导致共享数据tick运行结果出现负数(tick=1 tick=0 tick=-1…),即出现线程安全问题
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "....sale : " + tick--);
                }
            }
        }
    }
}
public class TicketDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Ticket t = new Ticket();
        Thread t1 = new Thread(t);//创建了一个线程;运行Ticket t里面的run方法
        Thread t2 = new Thread(t);//创建了一个线程;
        Thread t3 = new Thread(t);//创建了一个线程;
        Thread t4 = new Thread(t);//创建了一个线程;
        Thread t5 = new Thread(t);//创建了一个线程;
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
        t5.start();
        
        //如用下面方法1 extends Thread,四个窗口各卖100张票共400张票,比总票数100张多,不合理;故用上面方法2 implements Runnable
        /*
        Ticket t1 = new Ticket();
        //Ticket t2 = new Ticket();
        //Ticket t3 = new Ticket();
        //Ticket t4 = new Ticket();
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
        */
    }
}

同步函数

格式: 在函数上加上synchronized修饰符即可。

同步函数用的是哪一个锁

  1. 函数需要被对象调用。那么函数都有一个所属对象引用,就是this,所以同步函数使用的锁是this
  2. 静态的同步方法,使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象
    类名.class
    因为静态方法中不可以定义this。静态进内存时,内存中没有本类对象,但是一定有该类对应的字节码文件对象:类名.class

如何找线程安全问题:
1,明确哪些代码是多线程运行代码。
2,明确共享数据。
3,明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的。

习题:银行存储

有两个储户分别存300元,每次存100,存3次。
目的:该程序是否有安全问题,如果有,如何解决?

public class Bank {
    private int sum;

    public synchronized void add(int n) {
        sum = sum + n;
        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (Exception e) {
        }
        System.out.println("sum=" + sum);
    }
}
public class Cus implements Runnable {
    private Bank b = new Bank();

    public void run() {
        for (int x = 0; x < 3; x++) {
            b.add(100);
        }
    }
}
public class BankDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Cus c = new Cus();
        new Thread(c).start();
        new Thread(c).start();
    }
}

死锁

同步中嵌套同步,用到不同的锁。

习题:写一个死锁程序

public class Test implements Runnable {
    private boolean flag;

    Test(boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }

    public void run() {
        if (flag) {
            while (true) {
                synchronized (MyLock.locka) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...if locka ");
                    synchronized (MyLock.lockb) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "..if lockb");
                    }
                }
            }
        } else {
            while (true) {
                synchronized (MyLock.lockb) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "..else lockb");
                    synchronized (MyLock.locka) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ".....else locka");
                    }
                }
            }
        }
    }
}

class MyLock {
    static Object locka = new Object();
    static Object lockb = new Object();
}
class DeadLockTest {
    public static void main(String[] args) {
        /*      Thread t1 = new Thread(new Test(true));
                Thread t2 = new Thread(new Test(false));
                t1.start();
                t2.start();  */
        new Thread(new Test(true)).start();//匿名对象,对上面简化
        new Thread(new Test(false)).start();
    }
}

线程间通信

[图片上传失败...(image-faf4a5-1516803892359)]

线程间通讯:
其实就是多个线程在操作同一个资源,但是操作的动作不同。

wait(),notify(),notifyAll(),用来操作线程为什么定义在了Object类中?

  1. wait(),notify(),notifyAll()方法都使用在同步中,因为这些方法要对持有监视器(锁)的线程操作(而只有同步才具有锁)
  2. 使用这些方法时必须要标识所属的同步的锁。(因为这些方法在操作同步中线程时,都必须要标识它们所操作线程共有的锁,只有同一个锁上的被等待线程,可以被同一个锁上notify唤醒。不可以对不同锁中的线程进行唤醒。也就是说,等待和唤醒必须是同一个锁。)
  3. 锁可以是任意对象,所以任意对象调用的方法一定定义Object类中。

wait(),sleep()的区别:
wait():释放cpu执行权,释放锁。
sleep():释放cpu执行权,不释放锁。

习题:交替输入输出姓名性别(2线程)

public class Res {
    private String name;
    private String sex;
    private boolean flag = false;

    public synchronized void set(String name, String sex) {
        if (flag)
            try {
                this.wait(); //wait等待把线程放到线程池里
            } catch (Exception e) {
            }
        this.name = name;
        this.sex = sex;
        System.out.println("【SET】" + name + sex);
        flag = true;
        this.notify();//notify唤醒一个,一般最先唤醒最早wait进线程池的
                        //notifyAll();唤醒全部
    }

    public synchronized void out() {
        if (!flag)
            try {
                this.wait();
            } catch (Exception e) {
            }
        System.out.println("【OUT】" + name + sex);
        flag = false;
        this.notify();
    }
}

class Input implements Runnable {
    private Res r;

    Input(Res r) {
        this.r = r;
    }

    public void run() {
        int x = 1;
        while (x < 6) {
            r.set("丽丽" + x, "女");
            x++;
        }
    }
}

class Output implements Runnable {
    private Res r;

    Output(Res r) {
        this.r = r;
    }

    public void run() {
        while (true) {
            r.out();
        }
    }
}
public class InputOutputDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        Res r = new Res();
        new Thread(new Input(r)).start();
        //用匿名对象简化代码,因为只调用该对象的一个方法--start方法--一次
        new Thread(new Output(r)).start();
        /*
        Input in = new Input(r);
        Output out = new Output(r);
        Thread t1 = new Thread(in);
        Thread t2 = new Thread(out);
        t1.start();
        t2.start();
        */
    }
}

结果:

【SET】丽丽1女
【OUT】丽丽1女
【SET】丽丽2女
【OUT】丽丽2女
【SET】丽丽3女
【OUT】丽丽3女
【SET】丽丽4女
【OUT】丽丽4女
【SET】丽丽5女
【OUT】丽丽5女

习题:交替生产消费商品(多线程,为商品编号)

对于多个生产者和消费者,为什么要定义while判断标记
原因:让被唤醒的线程再一次判断标记

为什么定义notifyAll:需要唤醒对方线程。只用notify容易出现只唤醒本方线程的情况。导致程序中的所有线程都等待。

public class ProducerConsumerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Resource r = new Resource();
        new Thread(new Producer(r)).start();
        new Thread(new Producer(r)).start();
        new Thread(new Consumer(r)).start();
        new Thread(new Consumer(r)).start();
    }
}

class Resource {
    private String name;
    private int count = 1; //为商品编号
    private boolean flag = false;

    //  t1    t2
    public synchronized void set(String name) {
        while (flag) {
            //如果用if,线程判断完如停在这儿等再被唤醒就不再判断直接向下运行
            try {
                this.wait();
            } catch (Exception e) {
            } //t1(放弃资格)  t2(获取资格)
        }
        this.name = name + "--" + count++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...生产者.." + this.name);
        flag = true;
        this.notifyAll();
    }

    //  t3   t4  
    public synchronized void out() {
        while (!flag) {
            try {
                wait();
            } catch (Exception e) {
            } //t3(放弃资格) t4(放弃资格)
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...消费者........." + this.name);
        flag = false;
        this.notifyAll();
    }
}

class Producer implements Runnable {
    private Resource res;

    Producer(Resource res) {
        this.res = res;
    }

    public void run() {
        while (true) {
            res.set("+商品+");
        }
    }
}

class Consumer implements Runnable {
    private Resource res;

    Consumer(Resource res) {
        this.res = res;
    }

    public void run() {
        while (true) {
            res.out();
        }
    }
}

[图片上传失败...(image-2b4d4f-1516803892359)]

多线程升级解决方案

JDK1.5 中提供了多线程升级解决方案:

将同步Synchronized替换成显式Lock操作。

将Object中的wait,notify, notifyAll替换成Condition对象。该对象可以通过Lock锁进行获取。

Lock 实现提供了比使用 synchronized方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。此实现允许更灵活的结构,可以具有差别很大的属性,可以支持多个相关的Condition 对象

Lock:替代了Synchronized
   lock
   unlock
   newCondition()

Condition:替代了Object wait notify notifyAll
   await();
   signal();
   signalAll();

习题:交替生产消费(用Lock,实现本方只唤醒对方操作)

public class ProducerConsumerDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        Resource2 r = new Resource2();
        new Thread(new Producer2(r)).start();
        new Thread(new Producer2(r)).start();
        new Thread(new Consumer2(r)).start();
        new Thread(new Consumer2(r)).start();
    }

}

class Resource2 {
    private String name;
    private int count = 1;
    private boolean flag = false;
    //  t1    t2
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition_pro = lock.newCondition();
    private Condition condition_con = lock.newCondition();

    //Lock可以支持多个相关的 Condition 对象
    public void set(String name) throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (flag)
                condition_pro.await();//t1,t2
            this.name = name + "--" + count++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...生产者.." + this.name);
            flag = true;
            condition_con.signal();//唤醒对应等待线程
        } finally {
            lock.unlock();//释放锁的动作一定要执行。
        }
    }

    //  t3   t4  
    public void out() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (!flag)
                condition_con.await();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...消费者........." + this.name);
            flag = false;
            condition_pro.signal();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

class Producer2 implements Runnable {
    private Resource2 res;

    Producer2(Resource2 res) {
        this.res = res;
    }

    public void run() {
        while (true) {
            try {
                res.set("+商品+");
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    }
}

class Consumer2 implements Runnable {
    private Resource2 res;

    Consumer2(Resource2 res) {
        this.res = res;
    }

    public void run() {
        while (true) {
            try {
                res.out();
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    }
}

停止线程

  1. 定义循环结束标记
    因为线程运行代码一般都是循环,只要控制了循环即可,让run方法结束,也就是线程结束。
  2. 使用interrupt(中断)方法。
    该方法是结束线程的冻结状态,使线程回到运行状态中来。(当线程处于冻结状态,就不会读取到标记,那么线程就不会结束。当没有指定的方式让冻结的线程恢复到运行状态时,这时需要对冻结进行清除。强制让线程恢复到运行状态中来,这样就可以操作标记让线程结束。)

注:stop方法已经过时不再使用。
(有bug不再使用,但老程序里面有stop所以没取消)

习题:停止线程(分别用循环结束标记、interrupt、setDaemon)

public class StopThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        StopThread st = new StopThread();
        Thread t1 = new Thread(st);
        Thread t2 = new Thread(st);
        
        //守护线程,其所守护的线程结束,它本身也结束(main结束了,即使t1、t2还在wait,也随main结束而结束)
        t1.setDaemon(true);
        t2.setDaemon(true);
        
        t1.start();
        t2.start();
        int num = 0;
        while (true) {
            if (num++ == 60) {
                st.changeFlag();//num自增到60执行循环结束标记
                t1.interrupt();//对冻结进行清除
                t2.interrupt();
                break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "......." + num);
        }
        System.out.println("over");
    }

}

class StopThread implements Runnable {
    private boolean flag = true;

    public void run() {
        while (flag) {
            // try{wait();}catch (InterruptedException e) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"Exception");} //线程冻结,用interrupt唤醒
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "....run");
        }
    }

    public void changeFlag()//执行循环结束标记
    {
        flag = false;
    }
}

线程类的其他方法

setDaemon(boolean on)

守护线程,其所守护的线程结束,它本身也结束
public final void setDaemon(boolean on)
将该线程标记为守护线程或用户线程。当正在运行的线程都是守护线程时,Java
虚拟机退出。
该方法必须在启动线程前调用
该方法首先调用该线程的 checkAccess 方法,且不带任何参数。这可能抛出 SecurityException(在当前线程中)。
参数:
on - 如果为 true,则将该线程标记为守护线程。
抛出:
IllegalThreadStateException -如果该线程处于活动状态。
SecurityException -如果当前线程无法修改该线程。
另请参见:isDaemon(), checkAccess()

join()

当A线程执行到了B线程的.join()方法时,A就会等待,等B线程都执行完,A才会执行。join可以用来临时加入线程执行。
public final void join()
抛出:
InterruptedException -如果任何线程中断了当前线程。当抛出该异常时,当前线程的 中断状态 被清除。

setPriority(int newPriority)

字段摘要
static int MAX_PRIORITY
线程可以具有的最高优先级。
static int MIN_PRIORITY
线程可以具有的最低优先级。
static int NORM_PRIORITY
分配给线程的默认优先级。

更改线程的优先级。总共1-10,默认优先级是5。MAX_PRIORITY=10、MIN_PRIORITY=1、NORM_PRIORITY=5。
public final void setPriority(int newPriority)
首先调用线程的 checkAccess 方法,且不带任何参数。这可能抛出 SecurityException。
在其他情况下,线程优先级被设定为指定的 newPriority 和该线程的线程组的最大允许优先级相比较小的一个。
参数:
newPriority - 要为线程设定的优先级
抛出:
IllegalArgumentException -如果优先级不在 MIN_PRIORITY 到 MAX_PRIORITY 范围内。
SecurityException -如果当前线程无法修改该线程。
另请参见:
getPriority(), checkAccess(), getThreadGroup(), MAX_PRIORITY, MIN_PRIORITY, ThreadGroup.getMaxPriority()

字段摘要
static int MAX_PRIORITY
线程可以具有的最高优先级。
static int MIN_PRIORITY
线程可以具有的最低优先级。
static int NORM_PRIORITY
分配给线程的默认优先级。

yield()

暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程。
public static void yield()

toString()

public String toString()
返回:该对象的字符串表示。
通常, toString 方法会返回一个“以文本方式表示”此对象的字符串。结果应是一个简明但易于读懂的信息表达式。建议所有子类都重写此方法。
Object 类的 toString 方法返回一个字符串,该字符串由类名(对象是该类的一个实例)、at标记符“@”和此对象哈希码的无符号十六进制表示组成。换句话说,该方法返回一个字符串,它的值等于:getClass().getName() + '@' + Integer.toHexString(hashCode())

习题:运用toString、yield、setPriority 、join

public class JoinDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {//join需要抛出异常
        Demo d = new Demo();
        Thread t1 = new Thread(d);
        Thread t2 = new Thread(d);
        t1.start();
        t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//优先级 MAX NOR MIN
        t2.start();
        t1.join();//t2被激活后t1插入main,但t1插的是main,所以main会等t1结束再执行,但t2会正常跟t1抢执行权
        for (int x = 0; x < 80; x++) {
            System.out.println("main....."+x);
        }
        System.out.println("over");
    }

}

class Demo implements Runnable {
    public void run() {
        for (int x = 0; x < 70; x++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().toString() + "....." + x);
            Thread.yield();//暂停当前
        }
    }
}

线程总结:

线程间通信

等待/唤醒机制。也就是常见的生产者消费者问题
1. 当多个生产者消费者出现时,
需要让获取执行权的线程判断标记。
通过while完成。
2. 需要将对方的线程唤醒。
仅仅用notify,是不可以的。因为有可能出现只唤醒本方。
有可能会导致,所有线程都等待。
所以可以通过notifyAll的形式来完成 。

这个程序有一个bug。就是每次notifyAll。都会唤醒本方。
可不可以只唤醒对方呢? JDK1.5版本提供了一些新的对象,优化了等待唤醒机制。

  1. 将synchronized 替换成了Lock接口。
    将隐式锁,升级成了显式锁。
    Lock
    获取锁:lock();
    释放锁:unlock();注意:释放的动作一定要执行,所以通常定义在finally中。
    获取Condition对象:newCondition();
  2. 将Object中的wait,notify,notifyAll方法都替换成了Condition的await,signal,signalAll。
    和以前不同是:
    一个同步代码块具备一个锁,该所以具备自己的独立wait和notify方法。
    现在是将wait,notify等方法,封装进一个特有的对象Condition,而一个Lock锁上可以有多个Condition对象
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition conA = lock.newCondition();
Condition conB = lock.newCondition();
con.await();//生产,,消费
con.signal();生产
set() {
    if(flag)
        conA.await();//生产者,
    code......;
    flag = true;
    conB.signal();
}
out() {
    if(!flag)
        conB.await();//消费者
    code....;
    flag = false;
    conA.signal();
}

wait和sleep的区别:
wait:释放cpu执行权,释放同步中锁
sleep:释放cpu执行权,不释放同步中锁

synchronized(锁) {
    wait();
}

停止线程:

stop过时。
原理:run方法结束。run方法中通常定义循环,指定控制住循环线程即可结束。
1,定义结束标记
2,当线程处于了冻结状态,没有执行标记,程序一样无法结束。
这时可以循环,正常退出冻结状态,或者强制结束冻结状态。
强制结束冻结状态:interrupt();目的是线程强制从冻结状态恢复到运行状态。
但是会发生InterruptedException异常。

线程中一些常见方法:

setDaemon(boolean):将线程标记为后台线程,后台线程和前台线程一样,开启,一样抢执行权运行,只有在结束时,有区别,当前台线程都运行结束后,后台线程会自动结束。
join():等待该线程结束。当A线程执行到了B的.join方法时,A就会处于冻结状态。A什么时候运行呢?当B运行结束后,A就会具备运行资格,继续运行。
加入线程,可以完成对某个线程的临时加入执行。

线程状态转换

JAVA 线程_第2张图片

各种状态一目了然,值得一提的是”blocked”这个状态:
线程在Running的过程中可能会遇到阻塞(Blocked)情况

  1. 调用join()和sleep()方法,sleep()时间结束或被打断,join()中断,IO完成都会回到Runnable状态,等待JVM的调度。
  2. 调用wait(),使该线程处于等待池(wait blocked pool),直到notify()/notifyAll(),线程被唤醒被放到锁定池(lock blocked pool ),释放同步锁使线程回到可运行状态(Runnable)
  3. 对Running状态的线程加同步锁(Synchronized)使其进入(lock blocked pool ),同步锁被释放进入可运行状态(Runnable)。

多线程重点:

1,多线程的创建的两种方式,以及区别。
2, 同步的特点。
同步的好处:
同步的弊端:
同步的前提:
同步的表现形式以及区别。
特例:static同步函数锁是哪一个。
死锁代码要求写的出来。
3,线程间通信,看以上总结。
4,wait和sleep, yield:临时暂停,可以让线程是释放执行权。

线程池

简述线程池

线程池是如何工作的:一系列任务出现后,根据自己的线程池安排任务进行。

如图:


JAVA 线程_第3张图片

线程池的好处

  1. 重用线程池中的线程,避免因为线程的创建和销毁所带来的性能开销。
  2. 能有效控制线程池的最大并发数,避免大量的线程之间因互相抢占系统资源而导致的阻塞现象。
  3. 能对线程进行简单的管理。并提供定时执行以及指定间隔循环执行等功能。

ThreadPoolExecutor

JAVA语言为我们提供了两种基础线程池的选择:ScheduledThreadPoolExecutorThreadPoolExecutor。它们都实现了ExecutorService接口(注意,ExecutorService接口本身和“线程池”并没有直接关系,它的定义更接近“执行器”,而“使用线程管理的方式进行实现”只是其中的一种实现方式)。这篇文章中,我们主要围绕ThreadPoolExecutor类进行讲解。

线程池的具体实现为ThreadPoolExeutor,其接口为Executor

ThreadPoolExecutor逻辑结构

ThreadPoolExecutor提供了一系列的参数用于配置线程池。

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

参数含义如下:

  1. corePoolSize : 线程池核心线程数,默认情况下,核心线程会在线程池中一直存活,即使他们处于闲置状态。
    其有一个allowCoreThreadTimeOut属性如果设置为true,那么核心线程池会有超时策略。超时的时长为第三个参数 keepAliveTime 。如果超时,核心线程会被终结
  2. maxmumPoolSize: 线程池所能容忍的最大线程数,当活动线程数达到这个数值后,后续的新任务会被阻塞
  3. keepAliveTime: 非核心线程闲置时的超时时长超过这个时长非核心线程会被回收。这个参数如同第一个参数,如果设置相关属性后也会作用于核心线程。
  4. unit: 指定keepAliveTime的参数时间单位。这是一个枚举,常用的有MILLISECONDS(毫秒)、SECONDS(秒)等
  5. workQueue: 线程池的任务队列,通过execute()方法(执行方法)提交的Runable对象会存储在这个参数中。
  6. threadFactory: 线程工厂,为线程池提供创建新线程的功能。

JAVA 线程_第4张图片
[]

一定要注意一个概念,即 存在于线程池中容器的一定是Thread对象,而不是你要求运行的任务(所以叫线程池而不叫任务池也不叫对象池);你要求运行的 任务将被线程池分配给某一个空闲的Thread运行

从上图中,我们可以看到构成线程池的几个重要元素:
等待队列:顾名思义,就是你调用线程池对象的submit()方法或者execute()方法,要求线程池运行的任务(这些任务必须实现Runnable接口或者Callable接口)。但是出于某些原因线程池并没有马上运行这些任务,而是送入一个队列等待执行。

核心线程:线程池主要用于执行任务的是“核心线程”,“核心线程”的数量是你创建线程时所设置的corePoolSize参数决定的。如果不进行特别的设定,线程池中始终会保持corePoolSize数量的线程数(不包括创建阶段)。

非核心线程:一旦任务数量过多(由等待队列的特性决定),线程池将创建“非核心线程”临时帮助运行任务。你设置的大于corePoolSize参数小于maximumPoolSize参数的部分,就是线程池可以临时创建的“非核心线程”的最大数量。这种情况下如果某个线程没有运行任何任务,在等待keepAliveTime时间后,这个线程将会被销毁,直到线程池的线程数量重新达到corePoolSize。

● maximumPoolSize参数也是当前线程池允许创建的最大线程数量。那么如果设置的corePoolSize参数和设置的maximumPoolSize参数一致时,线程池在任何情况下都不会回收空闲线程。keepAliveTime和timeUnit也就失去了意义。

● keepAliveTime参数和timeUnit参数也是配合使用的。keepAliveTime参数指明等待时间的量化值,timeUnit指明量化值单位。例如keepAliveTime=1,timeUnit为TimeUnit.MINUTES,代表空闲线程的回收阀值为1分钟。

ThreadPoolExecutor工作方式

线程池是怎样处理某一个运行任务的

  1. 首先可以通过线程池提供的submit()方法或者execute()方法,要求线程池执行某个任务。线程池收到这个要求执行的任务后,会有几种处理情况:
    1.1、如果当前线程池中运行的线程数量还没有达到corePoolSize大小时,线程池会创建一个线程运行你的任务,无论之前已经创建的线程是否处于空闲状态。
    1.2、如果当前线程池中运行的线程数量已经达到设置的corePoolSize大小,线程池会把你的这个任务加入到等待队列(workQueue)中。直到某一个的线程空闲了,线程池会根据设置的等待队列规则,从队列中取出一个新的任务执行。
    1.3、如果根据队列规则,这个任务无法加入等待队列。(当workQueue已满,且maximumPoolSize>corePoolSize时)这时线程池就会创建一个“非核心线程”直接运行这个任务。注意,如果这种情况下任务执行成功,那么当前线程池中的线程数量一定大于corePoolSize。
    1.4、如果这个任务,无法被“核心线程”直接执行,又无法加入等待队列,又无法创建“非核心线程”直接执行,且你没有为线程池设置RejectedExecutionHandler。(当提交任务数超过maximumPoolSize时,新提交任务由RejectedExecutionHandler处理)这时线程池会抛出RejectedExecutionException异常,即线程池拒绝接受这个任务。(实际上抛出RejectedExecutionException异常的操作,是ThreadPoolExecutor线程池中一个默认的RejectedExecutionHandler实现:AbortPolicy,这在后文会提到)
  2. 一旦线程池中某个线程完成了任务的执行,它就会试图到任务等待队列中拿去下一个等待任务(所有的等待任务都实现了BlockingQueue接口,按照接口字面上的理解,这是一个可阻塞的队列接口),它会调用等待队列的poll()方法,并停留在哪里。
  3. 当线程池中的线程超过你设置的corePoolSize参数,说明当前线程池中有所谓的“非核心线程”。那么当某个线程处理完任务后,如果等待keepAliveTime时间后仍然没有新的任务分配给它,那么这个线程将会被回收。线程池回收线程时,对所谓的“核心线程”和“非核心线程”是一视同仁的,直到线程池中线程的数量等于你设置的corePoolSize参数时,回收过程才会停止。(当线程池中超过corePoolSize线程,空闲时间达到keepAliveTime时,关闭空闲线程
    设置allowCoreThreadTimeOut(true)时,线程池中corePoolSize线程空闲时间达到keepAliveTime也将关闭

ThreadPoolExecutor不常用的设置

在ThreadPoolExecutor线程池中,有一些不常用的甚至不需要的设置

allowCoreThreadTimeOut:

线程池回收线程只会发生在当前线程池中线程数量大于corePoolSize参数的时候;当线程池中线程数量小于等于corePoolSize参数的时候,回收过程就会停止。
allowCoreThreadTimeOut设置项可以要求线程池:将包括“核心线程”在内的,没有任务分配的任何线程,在等待keepAliveTime时间后全部进行回收:

ThreadPoolExecutor poolExecutor = new ThreadPoolExecutor(5, 10, 1, TimeUnit.MINUTES, new ArrayBlockingQueue(1)); 
poolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);

以下是设置前的效果:


JAVA 线程_第5张图片
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以下是设置后的效果:


JAVA 线程_第6张图片
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prestartAllCoreThreads

前文我们还讨论到,当线程池中的线程还没有达到你设置的corePoolSize参数值的时候,如果有新的任务到来,线程池将创建新的线程运行这个任务,无论之前已经创建的线程是否处于空闲状态。这个描述可以用下面的示意图表示出来:


JAVA 线程_第7张图片
[]

prestartAllCoreThreads设置项,可以在线程池创建,但还没有接收到任何任务的情况下,先行创建符合corePoolSize参数值的线程数

ThreadPoolExecutor poolExecutor =new ThreadPoolExecutor(5,10,1, TimeUnit.MINUTES, new ArrayBlockingQueue(1));
poolExecutor.prestartAllCoreThreads();

上面给出的最简单的ThreadPoolExecutor线程池的使用方式中,我们只采用了ThreadPoolExecutor最简单的一个构造函数:

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue)

实际上ThreadPoolExecutor线程池有很多种构造函数,其中最复杂的一种构造函数是:

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler)

ThreadFactory的使用

线程池最主要的一项工作,就是在满足某些条件的情况下创建线程。而在ThreadPoolExecutor线程池中,创建线程的工作交给ThreadFactory来完成。要使用线程池,就必须要指定ThreadFactory。
类似于上文中,如果我们使用的构造函数时并没有指定使用的ThreadFactory,这个时候ThreadPoolExecutor会使用一个默认的ThreadFactory:DefaultThreadFactory。(这个类在Executors工具类中)

当然,在某些特殊业务场景下,还可以使用一个自定义ThreadFactory线程工厂,如下代码片段:

import java.util.concurrent.ThreadFactory;
/* 测试自定义的一个线程工厂 */
public class TestThreadFactory implements ThreadFactory {
    @Override
    public Thread newThread(Runnable r) {
        return new Thread(r);
    }
}

线程池的等待队列

在使用ThreadPoolExecutor线程池的时候,需要指定一个实现了BlockingQueue接口的任务等待队列。在ThreadPoolExecutor线程池的API文档中,一共推荐了三种等待队列,它们是:SynchronousQueue、LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue;

队列和栈

队列:是一种特殊的线性结构,允许在线性结构的前端进行删除/读取操作;允许在线性结构的后端进行插入操作;这种线性结构具有“先进先出”的操作特点:

JAVA 线程_第8张图片
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但是在实际应用中,队列中的元素有可能不是以“进入的顺序”为排序依据的。例如我们将要讲到的PriorityBlockingQueue队列。

:栈也是一种线性结构,但是栈和队列相比只允许在线性结构的一端进行操作,入栈和出栈都是在一端完成。

JAVA 线程_第9张图片
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1. 有限队列

SynchronousQueue

是这样 一种阻塞队列,其中每个 put 必须等待一个 take,反之亦然。同步队列没有任何内部容量
翻译一下:这是一个内部没有任何容量的阻塞队列,任何一次插入操作的元素都要等待相对的删除/读取操作,否则进行插入操作的线程就要一直等待,反之亦然。

SynchronousQueue queue = new SynchronousQueue(); 
// 不要使用add,因为这个队列内部没有任何容量,所以会抛出异常“IllegalStateException”
// queue.add(new Object()); 
// 操作线程会在这里被阻塞,直到有其他操作线程取走这个对象
queue.put(new Object());

ArrayBlockingQueue

一个由数组支持的有界阻塞队列。此队列按 FIFO(先进先出)原则对元素进行排序。新元素插入到队列的尾部,队列获取操作则是从队列头部开始获得元素。这是一个典型的“有界缓存区”,固定大小的数组在其中保持生产者插入的元素和使用者提取的元素。一旦创建了这样的缓存区,就不能再增加其容量。试图向已满队列中放入元素会导致操作受阻塞;试图从空队列中提取元素将导致类似阻塞。

// 我们创建了一个ArrayBlockingQueue,并且设置队列空间为2 
ArrayBlockingQueue arrayQueue = new ArrayBlockingQueue(2); 
// 插入第一个对象 
arrayQueue.put(new Object()); 
// 插入第二个对象 
arrayQueue.put(new Object()); 
// 插入第三个对象时,这个操作线程就会被阻塞。 
arrayQueue.put(new Object()); 
// 请不要使用add操作,和SynchronousQueue的add操作一样,它们都使用了AbstractQueue中的add实现

2.无限队列

LinkedBlockingQueue

LinkedBlockingQueue是我们在ThreadPoolExecutor线程池中常用的等待队列。它可以指定容量也可以不指定容量。由于它具有“无限容量”的特性,所以我还是将它归入了无限队列的范畴(实际上任何无限容量的队列/栈都是有容量的,这个容量就是Integer.MAX_VALUE)。
LinkedBlockingQueue的实现是基于链表结构,而不是类似ArrayBlockingQueue那样的数组。但实际使用过程中,不需要关心它的内部实现,如果指定了LinkedBlockingQueue的容量大小,那么它反映出来的使用特性就和ArrayBlockingQueue类似了

LinkedBlockingQueue linkedQueue = new LinkedBlockingQueue(2); 
linkedQueue.put(new Object()); 
// 插入第二个对象 
linkedQueue.put(new Object()); 
// 插入第三个对象时,这个操作线程就会被阻塞。 
linkedQueue.put(new Object());

// 或者如下使用: 
LinkedBlockingQueue linkedQueue = new LinkedBlockingQueue(); 
linkedQueue.put(new Object()); 
// 插入第二个对象 
linkedQueue.put(new Object()); 
// 插入第N个对象时,都不会阻塞 linkedQueue.put(new Object());

LinkedBlockingDeque

LinkedBlockingDeque是一个基于链表的双端队列
LinkedBlockingQueue的内部结构决定了它只能从队列尾部插入,从队列头部取出元素;
但是LinkedBlockingDeque既可以从尾部插入/取出元素,还可以从头部插入元素/取出元素

LinkedBlockingDeque linkedDeque = new LinkedBlockingDeque(); 
// push ,可以从队列的头部插入元素 
linkedDeque.push(new TempObject(1)); 
linkedDeque.push(new TempObject(2)); 
linkedDeque.push(new TempObject(3)); 

// poll , 可以从队列的头部取出元素 
TempObject tempObject = linkedDeque.poll(); 
// 这里会打印 tempObject.index = 3 
System.out.println("tempObject.index = " + tempObject.getIndex()); 

// put , 可以从队列的尾部插入元素 
linkedDeque.put(new TempObject(4)); 
linkedDeque.put(new TempObject(5)); 

// pollLast , 可以从队列尾部取出元素 
tempObject = linkedDeque.pollLast(); 
// 这里会打印 tempObject.index = 5 
System.out.println("tempObject.index = " + tempObject.getIndex());

PriorityBlockingQueue

PriorityBlockingQueue是一个按照优先级进行内部元素排序的无限队列。
存放在PriorityBlockingQueue中的元素必须实现Comparable接口,这样才能通过实现compareTo()方法进行排序。优先级最高的元素将始终排在队列的头部;PriorityBlockingQueue不会保证优先级一样的元素的排序,也不保证当前队列中除了优先级最高的元素以外的元素,随时处于正确排序的位置
这是什么意思呢?PriorityBlockingQueue并不保证除了队列头部以外的元素排序一定是正确的。请看下面的示例代码:

PriorityBlockingQueue priorityQueue = new PriorityBlockingQueue();
priorityQueue.put(new TempObject(-5));
priorityQueue.put(new TempObject(5));
priorityQueue.put(new TempObject(-1));
priorityQueue.put(new TempObject(1));
// 第一个元素是5 
TempObject targetTempObject = priorityQueue.poll();
System.out.println("tempObject.index = " + targetTempObject.getIndex());
// 实际上在还没有执行priorityQueue.poll()语句的时候,队列中的第二个元素不一定是1 
// 第二个元素是1 
targetTempObject = priorityQueue.poll();
System.out.println("tempObject.index = " + targetTempObject.getIndex());
// 第三个元素是-1 
targetTempObject = priorityQueue.poll();
System.out.println("tempObject.index = " + targetTempObject.getIndex());
// 第四个元素是-5 
targetTempObject = priorityQueue.poll();
System.out.println("tempObject.index = " + targetTempObject.getIndex());
// 这个元素类,必须实现Comparable接口 
private static class TempObject implements Comparable {
    private int index;
    public TempObject(int index) {
        this.index = index;
    }
    public int getIndex() {
        return index;
    }
    @Override
    public int compareTo(TempObject o) {
        return o.getIndex() - this.index;
    }
}

LinkedTransferQueue

LinkedTransferQueue也是一个无限队列,它除了具有一般队列的操作特性外(先进先出),还具有一个阻塞特性:LinkedTransferQueue可以由一对生产者/消费者线程进行操作,当消费者将一个新的元素插入队列后,消费者线程将会一直等待,直到某一个消费者线程将这个元素取走,反之亦然。
LinkedTransferQueue的操作特性可以由下面这段代码提现。在下面的代码片段中,有两中类型的线程:生产者和消费者,这两类线程互相等待对方的操作:

/* 消费者线程 */
private static class ConsumerRunnable implements Runnable {
    private LinkedTransferQueue linkedQueue;
    public ConsumerRunnable(LinkedTransferQueue linkedQueue) {
        this.linkedQueue = linkedQueue;
    }

    @Override
    public void run() {
        Thread currentThread = Thread.currentThread();
        while (!currentThread.isInterrupted()) {
            try { // 等待,直到从LinkedTransferQueue队列中得到一个元素
                TempObject targetObject = this.linkedQueue.take();
                System.out.println("线程(" + currentThread.getId() + ")取得targetObject.index = " + targetObject.getIndex());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace(System.out);
            }
        }
    }
}
//以下是启动代码:
LinkedTransferQueue linkedQueue = new LinkedTransferQueue(); 
// 这是一个生产者线程 
Thread producerThread = new Thread(new ProducerRunnable(linkedQueue)); 
// 这里有两个消费者线程 
Thread consumerRunnable1 = new Thread(new ConsumerRunnable(linkedQueue)); 
Thread consumerRunnable2 = new Thread(new ConsumerRunnable(linkedQueue)); 
// 开始运行 
producerThread.start(); 
consumerRunnable1.start(); 
consumerRunnable2.start(); 
// 这里只是为了main不退出,没有任何演示含义 
Thread currentThread = Thread.currentThread(); 
synchronized (currentThread) { currentThread.wait(); }

拒绝任务(handler)

在ThreadPoolExecutor线程池中还有一个重要的接口:RejectedExecutionHandler。当提交给线程池的某一个新任务无法直接被线程池中“核心线程”直接处理,又无法加入等待队列,也无法创建新的线程执行;又或者线程池已经调用shutdown()方法停止了工作;又或者线程池不是处于正常的工作状态;这时候ThreadPoolExecutor线程池会拒绝处理这个任务,触发创建ThreadPoolExecutor线程池时定义的RejectedExecutionHandler接口的实现

在创建ThreadPoolExecutor线程池时,一定会指定RejectedExecutionHandler接口的实现。如果调用的是不需要指定RejectedExecutionHandler接口的构造函数,如:

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue) 
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue, ThreadFactory threadFactory)

那么ThreadPoolExecutor线程池在创建时,会使用一个默认的RejectedExecutionHandler接口实现,源代码片段如下:

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService { ......
    /**
     * The default rejected execution handler
     */
    private static final RejectedExecutionHandler defaultHandler = new AbortPolicy(); ......
// 可以看到,ThreadPoolExecutor中的两个没有指定RejectedExecutionHandler
// 接口的构造函数,都是使用了一个RejectedExecutionHandler接口的默认实现:AbortPolicy

    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue) {
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
    } ......

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

实际上,在ThreadPoolExecutor中已经提供了四种可以直接使用的RejectedExecutionHandler接口的实现:

CallerRunsPolicy
这个拒绝处理器,将直接运行这个任务的run方法。但是,请注意并不是在ThreadPoolExecutor线程池中的线程中运行,而是直接调用这个任务实现的run方法。源代码如下:

public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    /**
     * Creates a {@code CallerRunsPolicy}.
     */
    public CallerRunsPolicy() {
    }

    /**
     * Executes task r in the caller's thread, unless the executor * has been shut down, in which case the task is discarded. * * @param r the runnable task requested to be executed * @param e the executor attempting to execute this task
     */
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        if (!e.isShutdown()) {
            r.run();
        }
    }
}

AbortPolicy

这个处理器,在任务被拒绝后会创建一个RejectedExecutionException异常并抛出。这个处理过程也是ThreadPoolExecutor线程池默认的RejectedExecutionHandler实现。

DiscardPolicy
DiscardPolicy处理器,将会默默丢弃这个被拒绝的任务,不会抛出异常,也不会通过其他方式执行这个任务的任何一个方法,更不会出现任何的日志提示。

DiscardOldestPolicy
这个处理器很有意思。它会检查当前ThreadPoolExecutor线程池的等待队列。并调用队列的poll()方法,将当前处于等待队列列头的等待任务强行取出,然后再试图将当前被拒绝的任务提交到线程池执行:

public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    ......
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        if (!e.isShutdown()) {
            e.getQueue().poll();
            e.execute(r);
        }
    } 
    ......
}

实际上查阅这四种ThreadPoolExecutor线程池自带的拒绝处理器实现,您可以发现CallerRunsPolicy、DiscardPolicy、DiscardOldestPolicy处理器针对被拒绝的任务并不是一个很好的处理方式。
CallerRunsPolicy在非线程池以外直接调用任务的run方法,可能会造成线程安全上的问题;DiscardPolicy默默的忽略掉被拒绝任务,也没有输出日志或者提示,开发人员不会知道线程池的处理过程出现了错误;DiscardOldestPolicy中e.getQueue().poll()的方式好像是科学的,但是如果等待队列出现了容量问题,大多数情况下就是这个线程池的代码出现了BUG。
最科学的的还是AbortPolicy提供的处理方式:抛出异常,由开发人员进行处理。

常用的几种线程池

1. newCachedThreadPool

创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。

这种类型的线程池特点是:

  • 工作线程的创建数量几乎没有限制(其实也有限制的,数目为Interger. MAX_VALUE), 这样可灵活的往线程池中添加线程。
  • 如果长时间没有往线程池中提交任务,即如果工作线程空闲了指定的时间(默认为1分钟),则该工作线程将自动终止。终止后,如果你又提交了新的任务,则线程池重新创建一个工作线程。
  • 在使用CachedThreadPool时,一定要注意控制任务的数量,否则,由于大量线程同时运行,很有会造成系统瘫痪

示例代码如下:

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolExecutorTest {
    public static void main(String[] args) {
        //Executors.newCachedThreadPool()
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int index = i;
            try {
                Thread.sleep(index * 1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
                public void run() {
                    System.out.println(index);
                }
            });
        }
    }
}

2. newFixedThreadPool

创建一个指定工作线程数量的线程池。每当提交一个任务就创建一个工作线程,如果工作线程数量达到线程池初始的最大数,则将提交的任务存入到池队列中。

FixedThreadPool是一个典型且优秀的线程池,它具有线程池提高程序效率和节省创建线程时所耗的开销的优点。但是,在线程池空闲时,即线程池中没有可运行任务时,它不会释放工作线程,还会占用一定的系统资源

示例代码如下:

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolExecutorTest {
    public static void main(String[] args) {
        //Executors.newFixedThreadPool
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int index = i;
            fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println(index);
                        Thread.sleep(2000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    }
}

因为线程池大小为3,每个任务输出index后sleep 2秒,所以每两秒打印3个数字。
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。

3. newSingleThreadExecutor

创建一个单线程化的Executor,即只创建唯一的工作者线程来执行任务,它只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。如果这个线程异常结束,会有另一个取代它,保证顺序执行。
单工作线程最大的特点是可保证顺序地执行各个任务,并且在任意给定的时间不会有多个线程是活动的。

示例代码如下:

public class ThreadPoolExecutorTest {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int index = i;
            singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println(index);
                        Thread.sleep(2000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    }
} 

4. newScheduleThreadPool

创建一个定长的线程池,而且支持定时的以及周期性的任务执行,支持定时及周期性任务执行。

延迟3秒执行,延迟执行示例代码如下:

public class ThreadPoolExecutorTest {
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        //scheduledThreadPool.schedule
        scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
            public void run() {
                System.out.println("delay seconds");
            }
        }, 3, TimeUnit.SECONDS);//延迟3秒执行
    }
}

表示延迟1秒后每3秒执行一次,定期执行示例代码如下:

public class ThreadPoolExecutorTest {
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        //scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate
        scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            public void run() {
                System.out.println("delay seconds, and excute every seconds");
            }
        }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);//延迟1秒后每3秒执行一次
    }
}

引用:
关于Java中的程序,进程和线程的详解...
java/android线程池详解
线程池的使用(ThreadPoolExecutor详解)
Java中的多线程你只要看这一篇就够了
java常用的几种线程池比较

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