JAVAEE初阶相关内容第十弹--多线程（初阶）

目录

线程池：

线程存在的意义：

JAVA标准库中的线程池

工厂模式

重载和重写有什么区别？

submit

变量捕获

ThreadPoolExecutor

其中的参数意义：

corePoolSize       

maximumPoolSize   

long keepAliveTime TimeUnit unit 

BlockingQueue workQueue

ThreadFactory threadfactory

RejectedExecutionHandler handler

标准库提供了四个拒绝策略：

实现简单的线程池：

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线程池：

线程存在的意义：

使用进程并发编程太重。此时我们引入了线程，线程也称为轻量级“进程”。创建线程比创建进程更高效，销毁线程比销毁进程更高效，调度线程比调度进程更高效。

此时，使用多线程编程就可以在很多时候替代进程来实现并发编程。随着并发编程的提高，我们对性能的标准提高，创建线程也变得不是很轻量了，开销也是比较大的，想要进一步提高效率吧，这里想到了两个办法：

1.轻量级线程--协程/纤程（但是在java标准库中目前没有加入），Go语言也是因为内置了协程，所以开发并发编程程序是有一定的优势的。

2.使用线程池，来降低创建/销毁线程的开销。

线程池类比于字符串常量池、数据库连接池（事先把需要使用的线程创建好，放到“池”中，后面不需要使用的时候，直接从池中获取，如果用完了，会还给池）这里获取和还的操作比创建/销毁要更高效。

创建线程/销毁线程，是由操作系统内核完成的，从池子中获取/还给池，是用户自己的代码就能实现，不必交给内核操作。

类比于在银行取钱，在银行的大厅里，用户都是自主的，就像程序中的“用户态”。用户态执行的是程序员自己的代码，这里想做什么，想怎么做都是程序员自己决定的，有些操作是在银行的柜台里进行完成的，就需要通过银行的工作人员，通过工作人员来间接完成。内核会给程序提供一些Api，称为系统调用，程序可以调用系统调用，驱使内核完成一些工作。

相比于内核来说，用户态，程序执行的行为是可控的。想要做某个工作，就会非常干净利落的完成（比如从池子里取/还给池子），如果通过内核，让系统从这里创建个线程，就需要通过系统调用，让内核来执行。此时不清楚在内核上背负了多少个任务（内核需要给所有的程序提供服务）

JAVA标准库中的线程池

在JAVA标准库中，也提供了现成的线程池，可以直接使用。

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);

工厂模式

使用普通方法来代替构造方法，创建对象

为什么要代替？构造方法有坑：只构造一种对象好办，如果要构造多种不同情况下的对象，就有问题。

插播：

重载和重写有什么区别？

重载（Overload）两个方法名一样，参数不一样（参数个数/参数类型），同一个作用域下，这俩方法在同一个类里可以构成重载，分别在父类的子类里，也是可能构成重载的。

重写（Override）在java中的方法重写与父类相关的，用一个新方法代替旧的，此时就要求新的方法和旧的方法，名字/参数都得一模一样才行。

普通方法，方法的名字没有限制，因此有多种方式构造，就可以直接使用不同的方法名即可。此时方法的参数是否要区分，就不重要了。

 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);

此处构造出一个10个线程的线程池，然后就可以随时安排这些线程干活。

线程池提供了一个重要的方法，submit，可以给线程池提交若干任务。

submit

线程池提供了一个重要的方法，submit，可以给线程池提交若干任务，运行程序后发现main线程结束了，但是整个进程没结束，因为线程池里面的线程都是前台线程，此时会阻止进程结束（上一节中的Timer也是同理）。在上面的代码截图中需要注意的是当前是向线程池中放1000个任务，1000个任务又是由这十个线程进行分配执行的，差不多是一个线程执行100个任务。但也不是严格的平均，进一步的可理解为这1000个任务，就在一个队列中排队，而这十个线程就依次来取队列中的任务，取一个就执行一个，执行完再取下一个。类比于【做核酸】。

变量捕获

 这些线程池用起来更麻烦一点，所以才给我们提供了工厂类，使用更简单。

在java在线文档中，java.util.concurrent包下，很多类都是和并发编程（多线程编程）密切相关的。这个包也简称juc。

ThreadPoolExecutor

最后一组是最复杂的

其中的参数意义：

corePoolSize       

 核心线程个数   （正式员工）

maximumPoolSize   

最大线程个数 （临时工/实习生）    这两个之和是最大线程数。

【允许正式员工摸鱼，不允许实习生摸鱼，加入实习生摸鱼太久，就会被销毁】

如果任务多，显然是需要更多的线程，此时多一些线程，成本也是值得的，但是一个程序任务不一定始终都是很多，有时候会多写，有时候会少些，任务少，线程数量多就不合适，所以要对现有的线程进行一定的淘汰。

整体的策略：正式员工保底，临时员工动态的调节。

实际开发的过程中，线程池的线程数设置成多少是合适的？

具体的数字全部都是错的！！！

不同的程序特点不同，此时要设置的线程数也是不同的，考虑两个极端的情况：

（1）CPU密集型。每个线程要执行的任务都是狂转CPU的（一系列算术运算），此时线程池线程数最多也不应该超过CPU核数。因为这时设置的再大也是无效的，cou密集型任务，要一直占用cpu，那么多线程，CPU的位置不够。

（2）IO密集型。每个线程做的工作就是等待IO（读写硬盘，读写网卡，等待用户输入），不吃CPU，此时这样的线程处于阻塞状态，不参与CPU调度。这个时候多些线程也是可以的，理论上来说设置成无穷大也行。

然而，在实际的开发中并没有程序符合这两种理想模型，真正的程序往往一部分要吃CPU，一部分要等待IO，具体分成是不确定的。需要实践测试。

long keepAliveTime TimeUnit unit 

 描述了临时工可以摸鱼的最大时间 时间单位：（s,ms,分钟）

BlockingQueue workQueue

线程池的任务队列 此处使用阻塞队列也是和容易理解的，想象一下，每个工作线程，都是在不停的尝试take，如果有任务，就take成功，没有就阻塞

ThreadFactory threadfactory

用于创建线程，线程池是需要创建线程的

RejectedExecutionHandler handler

描述了线程池的“拒绝策略”，也是一个特殊的对象，描述了说当前线程池任务队列满了，如果继续添加任务会有什么样的行为。

标准库提供了四个拒绝策略：

实现简单的线程池：

一个线程池里面至少有两个部分

1.阻塞队列：保存任务

2.若干个工作线程

class MyThreadPool1{
    //此处不涉及到“时间”，此处只有任务，直接使用Runnable即可
    private BlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue<>();
    //n表示线程的数量
    public MyThreadPool1(int n){
        //在这里创建出线程
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            //创建线程，循环了n次
            Thread t = new Thread(() ->{
                while (true){
                    try {
                        Runnable runnable =queue.take();
                        runnable.run();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }
            });
            t.start();
        }
    }
    //注册任务给线程池
    public void submit(Runnable runnable){
        try {
            queue.put(runnable);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}
public class ThreadD27 {
    public static void main(String[] args) {
        MyThreadPool1 pool = new MyThreadPool1(10);
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            int n = i;
            pool.submit(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("hello"+ n);
                }
            });
        }
    }
}

以上是最简单的线程池。基本的代码形式：通过一个阻塞队列来保存任务，submit就是往队列里添加元素，工作线程不停的从队列里取元素。

接下来会对初阶进行整体的总结，随后开启进阶部分的内容~