Java高并发编程——多线程的实现方式(1)

xiaoxiao2021-02-28  9

本文参考博客http://blog.csdn.net/u011480603/article/details/75332435、https://www.cnblogs.com/felixzh/p/6036074.html

多线程的基本知识

1.1进程与线程的介绍

程序运行时在内存中分配自己独立的运行空间,就是进程

线程:它是位于进程中,负责当前进程中的某个具备独立运行资格的空间。

进程是负责整个程序的运行,而线程是程序中具体的某个独立功能的运行。一个进程中至少应该有一个线程。

1.2多线程的介绍

在多任务,多用户的系统中。每天都会产生许多进程。

多线程:在一个进程中,我们同时开启多个线程,让多个线程同时去完成某些任务(功能)。

(比如后台服务系统,就可以用多个线程同时响应多个客户的请求)

多线程的目的:提高程序的运行效率。

多线程的运行原理:cpu在线程中做时间片的切换(多线程可以提高程序的运行效率,但不能无限制的开线程)

1.3多线程的好处与线程安全问题

多线程的工作机制就好像是一个任务交给很多人去做,目的就是提高完成任务的效率,但同时也带来共享变量的线程安全问题,线程安全问题是指当多个线程同时读写一个状态变量,并且没有任何同步措施时候,导致脏数据或者其他不可预见的结果的问题,这样的问题往往是初学者容易犯的,也是我们应该尽量避免的。

1.3实现线程的四种方式

1、继承Thread的方式

public class MyThread1 extends Thread { @Override public void run() { for (int i=0;i<20;i++){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-"+i); } } public static void main(String[] args) { new MyThread1().start(); new MyThread1().start(); } }

2、声明实现 Runnable 接口的方式      与继承Thread的方式实现多线程相比,这里更推荐使用实现Runnable接口的方式,原因:如果自己的类已经extends另一个类,就无法直接extends Thread,此时,可以实现一个Runnable接口,如下:

public class MyThread2 /* extends OtherClass */ implements Runnable { @Override public void run() { for(int i=0;i<20;i++){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-"+i); } } public static void main(String[] args) { Thread t1=new Thread(new MyThread2()); Thread t2=new Thread(new MyThread2()); t1.start(); t2.start(); } }

3、实现Callable接口通过FutureTask包装器来创建Thread线程

a:创建Callable接口的实现类 ,并实现Call方法

b:创建Callable实现类的实现,使用FutureTask类包装Callable对象,该FutureTask对象封装了Callable对象的Call方法的返回值

c:使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动线程

d:调用FutureTask对象的get()来获取子线程执行结束的返回值

import java.util.concurrent.Callable; import java.util.concurrent.FutureTask; public class MyThread3 { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub Callable<Object> oneCallable = new Tickets<Object>(); FutureTask<Object> oneTask = new FutureTask<Object>(oneCallable); Thread t = new Thread(oneTask); System.out.println(Thread.currentThread().getName()); t.start(); } } class Tickets<Object> implements Callable<Object> { //重写call方法 @Override public Object call() throws Exception { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->我是通过实现Callable接口通过FutureTask包装器来实现的线程"); return null; } }

4、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的线程 ExecutorService、Callable、Future三个接口实际上都是属于Executor框架。返回结果的线程是在JDK1.5中引入的新特征,有了这种特征就不需要再为了得到返回值而大费周折了。而且自己实现了也可能漏洞百出。

可返回值的任务必须实现Callable接口。类似的,无返回值的任务必须实现Runnable接口。

执行Callable任务后,可以获取一个Future的对象,在该对象上调用get就可以获取到Callable任务返回的Object了。

注意:get方法是阻塞的,即:线程无返回结果,get方法会一直等待。

再结合线程池接口ExecutorService就可以实现传说中有返回结果的多线程了。

下面提供了一个完整的有返回结果的多线程测试例子,在JDK1.5下验证过没问题可以直接使用。代码如下:

import java.util.concurrent.*; import java.util.Date; import java.util.List; import java.util.ArrayList; /** * 有返回值的线程 */ @SuppressWarnings("unchecked") public class Test { public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { System.out.println("----start----"); Date date1 = new Date(); int taskSize = 5; // 创建一个线程池 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize); // 创建多个有返回值的任务 List<Future> list = new ArrayList<Future>(); for (int i = 0; i < taskSize; i++) { Callable c = new MyCallable(i + " "); // 执行任务并获取Future对象 Future f = pool.submit(c); // System.out.println(">>>" + f.get().toString()); list.add(f); } // 关闭线程池 pool.shutdown(); // 获取所有并发任务的运行结果 for (Future f : list) { // 从Future对象上获取任务的返回值,并输出到控制台 System.out.println(">>>" + f.get().toString()); } Date date2 = new Date(); System.out.println("----end----,time:" + (date2.getTime() - date1.getTime()) + "ms"); } } class MyCallable implements Callable<Object> { private String taskNum; MyCallable(String taskNum) { this.taskNum = taskNum; } public Object call() throws Exception { System.out.println(">>>" + taskNum + "begin"); Date dateTmp1 = new Date(); Thread.sleep(1000); Date dateTmp2 = new Date(); long time = dateTmp2.getTime() - dateTmp1.getTime(); System.out.println(">>>" + taskNum + "stop"); return taskNum + "return result,now time:" + time + "ms"; } }

代码说明: 上述代码中Executors类,提供了一系列工厂方法用于创建线程池,返回的线程池都实现了ExecutorService接口。 public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) 创建固定数目线程的线程池。 public static ExecutorService newCachedThreadPool() 创建一个可缓存的线程池,调用execute 将重用以前构造的线程(如果线程可用)。如果现有线程没有可用的,则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。 public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() 创建一个单线程化的Executor。 public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) 创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池,多数情况下可用来替代Timer类。

ExecutoreService提供了submit()方法,传递一个Callable,或Runnable,返回Future。如果Executor后台线程池还没有完成Callable的计算,这调用返回Future对象的get()方法,会阻塞直到计算完成。

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