该文章是分享关于多线程实现方式方面的知识，整合了大神的笔记资料，做了精细的整理合集。
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一、Thread类和Runnable接口 1.1、继承Thread类 1.2、实现Runnable接口 1.3、Thread类的常用方法 1.4、Thread与Runnable的比较 二、Callable、Future与FutureTask 2.1、Callable接口 2.2、Future接口 2.3、FutureTask类 2.4、FutureTask的几个状态 正文
一、Thread类和Runnable接口 1.1、继承Thread类 package co.dianjiu.thread; public class MyThread extends Thread{ @Override public void run(){ System.out.println("MyThread"); } public static void main(String[] args) { new MyThread().start(); } } 问：为什么调用start方法才算启动线程？ 答：在程序里面调用了start()方法后，虚拟机会先为我们创建一个线程处于就绪状态，并没有运行，然后等到这个线程第一次得到时间片时，就会调用执行run()方法，run方法运行结束，此线程终止。 1.2、实现Runnable接口 package co.dianjiu.thread; public class MyRunnable implements Runnable{ @Override public void run() { System.out.println("MyRunnable"); } public static void main(String[] args) { //直接调用run方法执行 new MyRunnable().run(); //把自定义的实现runnable方法的类的实例丢到Thread的构造方法中，即可调用Thread类的start方法 new Thread(new MyRunnable()).start(); // Java 8 函数式编程，可以省略MyThread类 new Thread(()->{ System.out.println("匿名内部类"); }).start(); } } 1.3、Thread类的常用方法 这里介绍一下Thread类的几个常用的方法： currentThread()：静态方法，返回对当前正在执行的线程对象的引用； start()：开始执行线程的方法，java虚拟机会调用线程内的run()方法； yield()：yield在英语里有放弃的意思，同样，这里的yield()指的是当前线程愿意让出对当前处理器的占用。这里需要注意的是，就算当前线程调用了yield()方法，程序在调度的时候，也还有可能继续运行这个线程的； sleep()：静态方法，使当前线程睡眠一段时间； join()：使当前线程等待另一个线程执行完毕之后再继续执行，内部调用的是Object类的wait方法实现的； 1.4、Thread与Runnable的比较 实现一个自定义的线程类，可以有继承Thread类或者实现Runnable接口这两种方式，它们之间有什么优劣呢？ 由于Java“单继承，多实现”的特性，Runnable接口使用起来比Thread更灵活。 Runnable接口出现更符合面向对象，将线程单独进行对象的封装。 Runnable接口出现，降低了线程对象和线程任务的耦合性。 如果使用线程时不需要使用Thread类的诸多方法，显然使用Runnable接口更为轻量。 所以，我们通常优先使用“实现Runnable接口”这种方式来自定义线程类。 二、Callable、Future与FutureTask JDK提供了Callable接口与Future类为我们解决这个问题，这也是所谓的“异步”模型。 2.1、Callable接口 Callable一般是配合线程池工具ExecutorService来使用的。我们会在后续章节解释线程池的使用。这里只介绍ExecutorService可以使用submit方法来让一个Callable接口执行。（由于Alibaba代码规范中提到，线程池不允许使用Executors去创建，而是通过ThreadPoolExecutor的方式，所以我也会提供使用ThreadPoolExecutor创建线程池，然后使用submit方法来让一个callable接口执行。）它们都会返回一个Future，我们后续的程序可以通过这个Future的get方法得到结果。 package co.dianjiu.thread; import java.util.concurrent.; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; public class MyCallable implements Callable { @Override public String call() throws Exception { return "MyCallable"; } public static void main(String args[]) throws Exception { //ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool(); //MyCallable task = new MyCallable(); //Future result = executor.submit(task); // 注意调用get方法会阻塞当前线程，直到得到结果。 // 所以实际编码中建议使用可以设置超时时间的重载get方法。 //System.out.println(result.get()); /** * 阿里巴巴Java开发手册中明确指出 * 【强制】线程池不允许使用Executors去创建，而是通过ThreadPoolExecutor的方式， * 这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。 * 说明：Executors各个方法的弊端： * 1）newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor: * 主要问题是堆积的请求处理队列可能会耗费非常大的内存，甚至OOM。 * 2）newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool: * 主要问题是线程数最大数是Integer.MAX_VALUE，可能会创建数量非常多的线程，甚至OOM。 / ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(5, 200, 30, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1024), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); MyCallable task = new MyCallable(); Future result = pool.submit(task); System.out.println(result.get()); } } hreadPoolExecutor参数的初步解释 使用ThreadPoolExecutor创建线程池 参数1：corePoolSize 核心池的大小，这个参数跟后面讲述的线程池的实现原理有非常大的关系。在创建了线程池后，默认情况下，线程池中并没有任何线程，而是等待有任务到来才创建线程去执行任务，除非调用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法，从这2个方法的名字就可以看出，是预创建线程的意思，即在没有任务到来之前就创建corePoolSize个线程或者一个线程。默认情况下，在创建了线程池后，线程池中的线程数为0，当有任务来之后，就会创建一个线程去执行任务，当线程池中的线程数目达到corePoolSize后，就会把到达的任务放到缓存队列当中； 参数2：maximumPoolSize：线程池最大线程数，这个参数也是一个非常重要的参数，它表示在线程池中最多能创建多少个线程； 参数3：keepAliveTime：表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。默认情况下，只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时，keepAliveTime才会起作用，直到线程池中的线程数不大于corePoolSize，即当线程池中的线程数大于corePoolSize时，如果一个线程空闲的时间达到keepAliveTime，则会终止，直到线程池中的线程数不超过corePoolSize。但是如果调用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法，在线程池中的线程数不大于corePoolSize时，keepAliveTime参数也会起作用，直到线程池中的线程数为0； 参数4：unit：参数keepAliveTime的时间单位，有7种取值。TimeUnit.DAYS、TimeUnit.HOURS、TimeUnit.MINUTES、TimeUnit.SECONDS、TimeUnit.MILLISECONDS、TimeUnit.MICROSECONDS、TimeUnit.NANOSECONDS 参数5：workQueue：一个阻塞队列，用来存储等待执行的任务，这个参数的选择也很重要，会对线程池的运行过程产生重大影响，一般来说，这里的阻塞队列有以下几种选择：ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue。ArrayBlockingQueue和PriorityBlockingQueue使用较少，一般使用LinkedBlockingQueue和Synchronous。线程池的排队策略与BlockingQueue有关。 参数6：threadFactory：线程工厂，主要用来创建线程(上面和下面都省略了这个参数)** 参数7：handler：表示当拒绝处理任务时的策略，有以下四种取值： ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。 ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程） ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务 2.2、Future接口 package java.util.concurrent; public interface Future { /** * 尝试取消执行此任务。 如果任务已经完成，已经被取消或由于某些其他原因而无法取消，则此尝试将失败。 * 如果成功，并且在调用cancel时此任务尚未开始，则此任务永远不会运行。 * 如果任务已经启动，则mayInterruptIfRunning参数确定是否应中断执行该任务的线程以尝试停止该任务。 * 此方法返回后，对isDone后续调用将始终返回true 。 * 对后续调用isCancelled总是返回true ，如果这个方法返回true 。 * 参数：mayInterruptIfRunning –如果应该中断执行此任务的线程，则为true否则为true 。 * 否则，正在进行的任务将被允许完成 * 返回值：如果无法取消任务，则返回false ，通常是因为它已经正常完成了； 否则为true / boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning); /* 如果此任务在正常完成之前被取消，则返回true / boolean isCancelled(); / * 如果此任务完成，则返回true 。 * 完成可能是由于正常终止，异常或取消引起的，在所有这些情况下，此方法都将返回true 。 / boolean isDone(); /* * 必要时等待计算完成，然后检索其结果。 * 返回值：计算结果 / V get() throws InterruptedException, ExecutionException; /* * 必要时最多等待给定时间以完成计算，然后检索其结果（如果有）。 * 参数：超时–等待的最长时间 unit –超时参数的时间单位 * 返回值：计算结果 / V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException; } 2.3、FutureTask类 package co.dianjiu.thread; import java.util.concurrent.; public class MyFutureTask implements Callable { @Override public String call() throws Exception { return "MyFutureTask"; } public static void main(String args[]) throws Exception { //ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool(); //FutureTask futureTask = new FutureTask<>(new MyFutureTask()); //executor.submit(futureTask); //System.out.println(futureTask.get()); /** * 阿里巴巴Java开发手册中明确指出 * 【强制】线程池不允许使用Executors去创建，而是通过ThreadPoolExecutor的方式， * 这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。 * 说明：Executors各个方法的弊端： * 1）newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor: * 主要问题是堆积的请求处理队列可能会耗费非常大的内存，甚至OOM。 * 2）newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool: * 主要问题是线程数最大数是Integer.MAX_VALUE，可能会创建数量非常多的线程，甚至OOM。 */ ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(5, 200, 30, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1024), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); FutureTask futureTask = new FutureTask<>(new MyFutureTask()); pool.submit(futureTask); System.out.println(futureTask.get()); } } 一起跟一下源码
由上图FutureTask UML 类图可知，FutureTask是实现的RunnableFuture接口的，而RunnableFuture接口同时继承了Runnable接口和Future接口。所以JDK提供了一个FutureTask类实现了Future中cancel，get，isDone等方法来供我们使用。 2.4、FutureTask的几个状态 此任务的运行状态，最初为NEW。 运行状态仅在set，setException和cancel方法中转换为终端状态。 在完成期间，状态可能会采用COMPLETING（正在设置结果时）或INTERRUPTING（仅在中断跑步者满足cancel（true）时）的瞬态值。 从这些中间状态到最终状态的转换使用便宜的有序/惰性写入，因为值是唯一的，无法进一步修改。 可能的状态转换：新->完成->正常新->完成->例外新->取消新->中断->中断 private volatile int state; private static final int NEW = 0; private static final int COMPLETING = 1; private static final int NORMAL = 2; private static final int EXCEPTIONAL = 3; private static final int CANCELLED = 4; private static final int INTERRUPTING = 5; private static final int INTERRUPTED = 6;
以上就是今天多线程实现方式方面的知识分享，感谢大家观看，也欢迎大家交流探讨，该文章若有不正确的地方，希望大家多多包涵。
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