多线程编程

一、创建线程

  • 1.继承 Thread 类,重写 run() 方法

    栗子:

    public class TestThread extends Thread {
    
      @Override
      public void run() {
          System.out.println("Hello World");
      }
    
      
      public static void main(String[] args) {
          TestThread t = new TestThread();
          t.start();
      }
     }
    

    注意啦!!!注意啦!!!注意啦!!!

    调用 start() 方法并不会立即执行多线程的代码,而是将该线程变为可运行状态,什么时候运行多线程代码又操作系统决定。

  • 2.实现 Runnable 接口,实现该接口的 run() 方法

    栗子:

    public class MyRunnable implements Runnable{
    
      @Override
      public void run() {
          System.out.println("Hello World");
      }
    
      public static void main(String[] args) {
          Thread t = new Thread(new MyRunnable());
          t.start();
      }
    }
    
  • 3.实现 Callable 接口,实现该接口的 call() 方法

    Callable 接口和 Runnable 接口功能类似,它是 Executor 框架的功能类,它比 Runnable 更强大的地方在于:

    • Callable 可以在任务接受后提供一个返回值,Runnable 无法提供这个功能
    • Callable 中的 call() 可以抛出异常,Runnable 的 run() 遇到异常线程就停止了,不能抛出
    • 运行 Callable 能拿到一个 Future 对象,这个对象表示异步计算的结果。通过调用 Future 对象的 get() 方法,就能获取线程的计算结果。
      栗子:
    public class MyCallable implements Callable{
    
      @Override
      public Integer call() throws Exception {
          return 10*1093;
      }
    
      public static void main(String[] args) {
          MyCallable c = new MyCallable();
          ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
          Future future = executorService.submit(c);
          
          try {
              System.out.println(future.get());
          }catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
    }
    

推荐使用第二种方法,直接实现 Runnable 接口。

二、volatile

  • vloatile 无法保证变量的原子性
  • 可见性
  • 有序性

可用于双重检查的单例模式

public class Singleton {

    private volatile static Singleton instance = null;
    
    public  static Singleton getInstance() {
        if(instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if(instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        
        return instance;
    }
}

三、java 中的阻塞队列

  • 1.ArrayBlockingQueue: 由数组结构组成的有界阻塞队列

  • 2.LinkedBlockingQueue: 基于链表的有界阻塞队列

  • 3.PriorityBlockingQueue: 支持优先级排序的无界阻塞队列

  • 4.DelayQueue: 使用优先级队列实现的无界阻塞队列,支持延时获取元素

  • **5.SynchronousQueue: ** 不存储元素的阻塞队列

  • **6.LinkedTransferQueue: ** 由链表组成无界阻塞队列

  • **7.LinkedBlockingDqueue: ** 由链表组成的双向阻塞队列

四、线程池

  • 1.FixedThreadPool: 可重用固定线程数的线程池。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue());
 }

这种线程池只有核心线程,并且数量是固定的,没有非核心线程。

工作流程:当执行 execute() 时,如果线程池的核心线程数还没达到 corePoolSize ,就创建核心线程执行任务,否则就将任务丢进无界的阻塞队列中,当有核心线程空闲时再去执行任务。

  • 2.CachedThreadPool: 根据需要创建线程的线程池
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue());
}

这种线程池没有核心线程,非核心线程是无界的。空闲线程等待新任务的最长时间是 60s。在这里用了 SynchronousQueue 不存储元素的阻塞队列,每个插入操作必须等待另一个线程的移除操作,同样任何一个移除操作都必须等待另一个线程的插入操作。

  • 3. SingleThreadExecutor:使用单个工作线程的线程池
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue()));
}

这种线程池能按照顺序逐一执行任务。

  • 4. ScheduleThreadPool: 实现定时和周期性任务的线程池
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
              new DelayedWorkQueue());
}

这里使用的是优先级队列实现的无界阻塞队列,线程启动时需要延时获取任务,所以能实现延时或者周期执行。

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