彻底搞懂Java多线程(三)

目录

• Java线程池
• 线程池的优点
• 线程池的6种创建方式
• 创建单个线程池的作用是什么？
• 线程池的第七种创建方式
• ThreadPoolExecutor的执行方式
• ThreadPoolExecutor的执行流程
• 线程池的终止
• 线程池的状态
• 异步、同步
• 1.Java 线程 同步与异步
• 线程工厂
• 总结

Java线程池

线程的缺点：

1.线程的创建它会开辟本地方法栈、JVM栈、程序计数器私有的内存，同时消耗的时候需要销毁以上三个区域，因此频繁的创建和销毁线程比较消耗系统的资源。

2.在任务量远远大于线程可以处理的任务量的时候，不能很好的拒绝任务。

所以就有了线程池：

使用池化的而技术来管理和使用线程。

线程池的优点

1.可以避免频繁的创建和销毁线程

2.可以更好的管理线程的个数和资源的个数。

3.线程池拥有更多的功能，比如线程池可以进行定时任务的执行。

4.线程池可以更友好的拒绝不能处理的任务。

线程池的6种创建方式

一共有7种创建方式

创建方式一：

创建固定个数的线程池：

package ThreadPoolDemo;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
 * user：ypc；
 * date：2021-06-13;
 * time: 10:24;
 */
public class ThreadPoolDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个固定个数的线程池
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
        //执行任务
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            executorService.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("线程名" + Thread.currentThread().getName());
                }
            });
        }
    }
}

那么如果执行次数大于10次呢？

线程池不会创建新的线程，它会复用之前的线程。

那么如果只执行两个任务呢？它创建了是10个线程还是两个线程呢？

我们可以使用Jconsole来看一看：

结果是只有2个线程被创建。

创建方式二：

创建带有缓存的线程池：

适用于短期有大量的任务的时候使用

public class ThreadPoolDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建带缓存的线程池
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            executorService.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                }
            });
        }
    }
}

方式三：

创建执行定时任务的线程池

package ThreadPoolDemo;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * user：ypc；
 * date：2021-06-13;
 * time: 11:32;
 */
public class ThreadPoolDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(2);
        System.out.println("执行定时任务前的时间：" + new Date());
        scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("执行任务的时间：" + new Date());
            }
        },1,2, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

执行任务的四个参数的意义：

参数1：延迟执行的任务

参数2：延迟一段时间后执行

参数3：定时任务执行的频率

参数4：配合前两个参数使用，是2、3参数的时间单位

还有两种执行的方法：

只会执行一次的方法：

第三种的执行方式：

那么这种的执行方式和第一种的执行方式有什么区别呢？

当在两种执行的方式中分别加上sleep()之后：

方式一：

方式三：

结论很明显了：

第一种方式是以上一个任务的开始时间+定时的时间作为当前任务的开始时间

第三种方式是以上一个任务的结束时间来作为当前任务的开始时间。

创建方式四：

package ThreadPoolDemo;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * user：ypc；
 * date：2021-06-13;
 * time: 12:38;
 */
public class ThreadPoolDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建单个执行任务的线程池
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService
                = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        System.out.println("执行任务之前" + new Date());
        scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("我是SingleThreadSchedule"+ new Date());
            }
        },3,1, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

创建方式五：

创建单个线程的线程池

package ThreadPoolDemo;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
 * user：ypc；
 * date：2021-06-13;
 * time: 12:55;
 */
public class ThreadPoolDemo5 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建单个线程的线程池
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            executorService.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("线程名 " +  Thread.currentThread().getName());
                }
            });
        }
    }
}

创建单个线程池的作用是什么？

1.可以避免频繁创建和销毁线程所带来的性能的开销

2.它有任务队列，可以存储多余的任务

3.可以更好的管理任务

4.当有大量的任务不能处理的时候，可以友好的执行拒绝策略

创建方式六：

创建异步线程池根据当前CPU来创建对应个数的线程池

package ThreadPoolDemo;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
 * user：ypc；
 * date：2021-06-13;
 * time: 13:12;
 */
public class ThreadPoolDemo6 {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newWorkStealingPool();
        for (int i = 0; i < 10; i++) { 
            executorService.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("线程名" + Thread.currentThread().getName());
                }
            });
        }
    }
}

运行结果为什么什么都没有呢？

看下面的异步与同步的区别就知道了。

加上这个

就可以输出结果了

线程池的第七种创建方式

前六种的创建方式有什么问题呢？

1.线程的数量不可控（比如带缓存的线程池）

2.工作任务量不可控（默认的任务队列的大小时Integer.MAX_VALUE),任务比较大肯会导致内存的溢出。

所以就可以使用下面的创建线程池的方式了：

package ThreadPoolDemo;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
import java.util.concurrent.ThreadFactory;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * user：ypc；
 * date：2021-06-13;
 * time: 15:05;
 */
public class ThreadPoolDemo7 {
    private static int threadId = 0;
    public static void main(String[] args) {
        ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactory() {
            @Override
            public Thread newThread(Runnable r) {
                Thread thread = new Thread(r);
                thread.setName("我是threadPool-" + ++threadId);
                return thread;
            }
        };
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(3, 3, 100,
                TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(12),
                threadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
        for (int i = 0; i < 15; i++) {
            threadPoolExecutor.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                }
            });
        }
    }
}

参数说明：

• 参数一：核心线程数|线程池正常情况下的线程 数量
• 参数二：最大线程数|当有大量的任务的时候可以创建的最多的线程数
• 参数三：最大线程的存活时间
• 参数四：配合参数三一起使用的表示参数三的时间单位
• 参数五：任务队列
• 参数六：线程工厂
• 参数七：决绝策略

注意事项：最大的线程数要大于等于核心的线程数

五种拒绝策略

为什么拒绝策略可以舍弃最新的任务或者最旧的任务呢？

因为LinkedBlockingDeque时FIFO的。

第五种：自定义的拒绝策略

ThreadPoolExecutor的执行方式

package ThreadPoolDemo;
import java.util.concurrent.*;
/**
 * user：ypc；
 * date：2021-06-13;
 * time: 16:58;
 */
public class ThreadPoolDemo9 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(3, 4, 100,
                TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(10), new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

        //线程池的执行方式一
        threadPoolExecutor.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("使用了execute（）执行了线程池");
            }
        });
        //线程池的执行方式二
        Future futureTask =
                threadPoolExecutor.submit(new Callable() {
                    @Override
                    public String call() throws Exception {
                        return "使用submit(new Callable<>())执行了线程池";
                    }
                });
        System.out.println(futureTask.get());
        
    }
}

无返回值的执行方式

有返回值的执行方式

ThreadPoolExecutor的执行流程

当任务量小于核心线程数的时候，ThreadPoolExecutor会创建线程来执行任务

当任务量大于核心的线程数的时候，并且没有空闲的线程时候，且当线程池的线程数小于最大线程数的时候，此时会将任务存

放到任务队列中

如果任务队列也被存满了，且最大线程数大于线程池的线程数的时候，会创建新的线程来执行任务。

如果线程池的线程数等于最大的线程数，并且任务队列也已经满了，就会执行拒绝策略。

线程池的终止

shutdown()

线程池的任务会执行完

shutdownNow()

立即终止线程池，线程池的任务不会执行完

线程池的状态

异步、同步

1.Java 线程 同步与异步

多线程并发时，多个线程同时请求同一个资源，必然导致此资源的数据不安全，A线程修改了B线程的处理的数据，而B线程又修改了A线程处理的数理。显然这是由于全局资源造成的，有时为了解决此问题，优先考虑使用局部变量，退而求其次使用同步代码块，出于这样的安全考虑就必须牺牲系统处理性能，加在多线程并发时资源挣夺最激烈的地方，这就实现了线程的同步机制

同步

A线程要请求某个资源，但是此资源正在被B线程使用中，因为同步机制存在，A线程请求不到，怎么办，A线程只能等待下去

异步

A线程要请求某个资源，但是此资源正在被B线程使用中，因为没有同步机制存在，A线程仍然请求的到，A线程无需等待同步的方式：

1.发送请求

2.等待执行完成

3.有结果的返回

异步的方式

1.发请求

2.执行完成

3.另一个线程异步处理

4.处理完成之后返回回调结果

显然，同步最最安全，最保险的。而异步不安全，容易导致死锁，这样一个线程死掉就会导致整个进程崩溃，使用异步的机制，性能会有所提升

线程工厂

设想这样一种场景，我们需要一个线程池，并且对于线程池中的线程对象，赋予统一的线程优先级、统一的名称、甚至进行统一的业务处理或和业务方面的初始化工作，这时工厂方法就是最好用的方法了

package ThreadPoolDemo;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadFactory;
/**
 * user：ypc；
 * date：2021-06-13;
 * time: 11:12;
 */
public class ThreadFactoryDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThreadFactory myThreadFactory = new MyThreadFactory();
        ExecutorService executorService =  Executors.newFixedThreadPool(10,myThreadFactory);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            executorService.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("使用线程工厂设置的线程名："+ Thread.currentThread().getName() +
                            " 使用线程工厂设置的线程的优先级" + Thread.currentThread().getPriority());
                }
            });
        }

    }
    private static int count = 0;
     static class MyThreadFactory implements ThreadFactory{
         @Override
         public Thread newThread(Runnable r) {
             Thread thread = new Thread(r);
             thread.setPriority(8);
             thread.setName("thread--" + count++);
             return thread;
         }
     }
}

总结

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