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  • java多线程api

    Object类相关api(相关的方法一定是当前线程在获取了对应的锁对象才能调用,否则会抛出异常)

      o.wait() :锁对象调用该方法使当前线程进入等待状态,并立刻释放锁对象,直到被其他线程唤醒进入等锁池。

      o.wait(long) :锁对象调用该方法使当前线程进入等待状态,同时释放锁对象。但是超过等待的时间后线程会自动唤醒,或者被其他线程唤醒,并进入等锁池中。

      o.wait(long,int) :和o.wait(long)方法一样,如果int参数大于0则前面的long数字加1

      o.notify():随机唤醒一个处于等待中的线程(同一个等待阻塞池中)

      o.notifyAll():唤醒所有等待中的线程(同一个等待阻塞池中)

    Thread类的相关api

      Thread.currentThread():返回对当前线程对象的引用

      Thread.interrupted():检测当前线程是否已经中断(调用该方法后后就将该线程的中断标志位设置位false,所以连续两次调用该方法第二次肯定时false)

      Thread.sleep(long millis):使当前线程睡眠(不会释放锁对象,可以让其他线程有执行的机会)

      Thread.yield():使当前线程放弃cpu的执行权(有可能立刻又被重新选中继续执行,只可能给优先级更高的线程机会)

      t.getId():返回该线程的id

      t.getName():返回该线程的名字

      t.getPriority():返回该线程的优先级

      t.getState():返回该线程的状态

      t.getThreadGroup():返回该线程所属的线程组

      t.interrupt():将该线程中断(实际并不会中断,只是将中断标志设置为true),如果线程正处在sleep(),join(),wait()方法中时(也就是正在阻塞中)调用该方法,该方法会抛出异常。

      t.interrupted():检测该线程是否已经中断(对中断标志位不作处理)

      t.isAlive():检测该线程是否还活着

      t.isDaemon():检测该线程是否为守护线程

      t.isInterrupted():检测该线程是否已经中断

      t.join():在a线程中调用b.join(),则a线程阻塞,直到b线程执行完

      t.join(long millis):和上面的方法一样,不过a线程阻塞的时间根据long的大小有关,如果达到设定的阻塞时间,就算b线程没有执行完,a线程也会被唤醒。

    JDK5之后java.uti.concurrent包下面的一些工具类方便开发

      1、线程池

        ①为什么需要线程池? ------- 主要是为了重复利用线程资源,减少系统在创建和销毁线程上所花的时间和开销;同时也可以限制资源过多,防止出现OOM或执行效率下降

        ②如何获取线程池?

          在jdk5及以上版本中,使用java.util.concurrent.Executors类来创建线程池,该类提供了很多静态方法来创建线程池ExecutorService。

          1、Executors.newFixedThreadPool(int) 创建一个最大规模固定的线程池,如果当前线程不够用且没有超过线程池限制数量,则创建新的线程。如果线程池已满,则会将任务放入等待队列。

          2、Executors.newCachedThreadPool 创建一个最大规模可为Integer.MAX_VALUE 的可缓存的线程池。如果当前线程不够用就增加线程池中的线程数,如果当前线程池中线程过多,则会回收空的线程。

          3、Executors.newSingleThreadExecutor创建一个单线程的线程池,确保任务串行

          4、Executors.newScheduledThreadPool 创建一个固定大小的线程池,以延迟或者固定周期的方式执行,类似于定时器。

        ③执行任务和关闭线程池

          e.execute(Runnable r) :执行任务无返回值

          e.submit(Runnable r) :执行任务返回Future<?> ,实际上是null

          e.submit(Runnable r,T result) : 执行任务返回Future<T>

          e.submit(Callable c) :执行返回Future<?>

          e.invokeAny(Collection<? extends Callable<T> > c):随机执行集合中的一个任务,返回T。如果其中一个任务执行结束(或者抛了一个异常),其他 Callable 将被取消。

          e.invokeAll(Collection<? extends Callable<T> >  c):执行集合中所有的任务,返回List<Future<T>>

          e.shutdown():调用该方法后线程池立刻变成shutdown状态,不能再往线程池中增加新的任务否则将会抛出RejectedExecutionException异常,等所有进入队列的任务都执行完毕后关闭线程池

          e.shutdownNow():调用该方法后,线程池立刻变成stop状态,停止接受新的任务,并且试图停止所有正在执行的任务(使用的是Thread.interrupt()方法,不一定能中断正在执行的线程),不会执行等待队列中的任务,然后关闭线程池。

      

    public class Test7 {
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
            //获取当前系统cpu的数目
            int availableProcessors = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
            ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(availableProcessors);
            fixedThreadPool.execute(new MyThread7());
            fixedThreadPool.shutdown();
            
            ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
            Future<?> future = singleThreadExecutor.submit(new MyThread7());
            Future<?> future2 = singleThreadExecutor.submit(new MyThread8());
            System.out.println("future:  "+future.get());
            System.out.println("future2:  "+future2.get());
            singleThreadExecutor.shutdown();
            
            ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
            String result = "这是result";
            Future<String> submit = cachedThreadPool.submit(new MyThread7(),result);
            System.out.println("..."+submit.get());
            cachedThreadPool.shutdown();
            
            ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(availableProcessors);
            //初始延迟3秒钟,只执行一次
            scheduledThreadPool.schedule(new MyThread8(), 3, TimeUnit.SECONDS );
            //初始延迟2秒中,每5秒执行一次
            scheduledThreadPool.scheduleWithFixedDelay(new FixedDelay(), 2, 5, TimeUnit.SECONDS);
            //初始延迟1秒钟,每4秒中执行一次
            scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new FixedRate(), 1, 4, TimeUnit.SECONDS);
            
            Thread.sleep(20000);
            scheduledThreadPool.shutdown();
        }
    }
    
    class MyThread7 implements Runnable{
    
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("执行代码:"+System.currentTimeMillis()/1000);
        }
        
    }
    
    class MyThread8 implements Callable<String>{
    
        @Override
        public String call() {
            System.out.println("执行代码:"+System.currentTimeMillis()/1000);
            return "执行完成";
        }
        
    }
    
    class FixedDelay implements Runnable{
    
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("FixedDelay执行代码:"+System.currentTimeMillis()/1000);
        }
        
    }
    class FixedRate implements Runnable{
    
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("FixedRate执行代码:"+System.currentTimeMillis()/1000);
        }
        
    }

    执行结果:
    执行代码:1523348201
    执行代码:1523348201
    future:  null
    执行代码:1523348201
    future2:  执行完成
    执行代码:1523348201
    ...这是result
    FixedRate执行代码:1523348202
    FixedDelay执行代码:1523348203
    执行代码:1523348204
    FixedRate执行代码:1523348206
    FixedDelay执行代码:1523348208
    FixedRate执行代码:1523348210
    FixedDelay执行代码:1523348213
    FixedRate执行代码:1523348214
    FixedRate执行代码:1523348218
    FixedDelay执行代码:1523348218

       ④ThreadPoolExecutor学习

          其实通过源码可知newFixedThreadPool、newCachedThreadPool、newSingleThreadExecutor 三种线程池的创建都是通过调用如下的方法来创建的。

      public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,//核心线程池大小
                                  int maximumPoolSize,//最大线程池大小
                                  long keepAliveTime,//线程执行完成后在线程池中的缓存时间,也就是线程空闲多长时间后会被回收
                                  TimeUnit unit,//时间单位TimeUnit.SECONDS
                                  BlockingQueue<Runnable> workQueue,//线程缓冲队列,当线程池线程运行超过一定线程时并满足一定的条件,待运行的线程会放入到这个队列  
                                  ThreadFactory threadFactory,//线程工厂,用来创建线程  
                                  RejectedExecutionHandler handler//当缓冲队列也放不下线程时的拒绝策略  
      ){
            if (corePoolSize < 0 ||
                maximumPoolSize <= 0 ||
                maximumPoolSize < corePoolSize ||
                keepAliveTime < 0)
                throw new IllegalArgumentException();
            if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
                throw new NullPointerException();
            this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
                    null :
                    AccessController.getContext();
            this.corePoolSize = corePoolSize;
            this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
            this.workQueue = workQueue;
            this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
            this.threadFactory = threadFactory;
            this.handler = handler;
        }

      线程池总结:

      ThreadPoolExecutor对象初始化时,不创建任何执行线程,当有新任务进来时,才会创建线程来执行任务。当目前执行线程的总数小于核心线程大小时,所有新加入的任务,都会创建新线程来处理。当目前执行线程的总数大于或等于核心线程时,所有新加入的任务,都放入任务缓存队列中。当目前执行线程的总数大于或等于核心线程,并且缓存队列已满,同时此时线程总数小于线程池的最大规模,那么创建新线程,协助处理新的任务。当所有线程都在执行,线程池大小已经达到上限,并且缓存队列已满时,就rejectHandler拒绝新的任务。

       

      2、BlockingQueue:阻塞队列。

        下面是接口中一些常见的方法:BlockingQueue中不能插入null值,否则会抛出NullPointerException。

       

        ①ArrayBlockingQueue:有界的阻塞队列,其内部是通过数组实现,

        ②DelayQueue:无界的阻塞延时队列,加入该队列的元素需要实现Delayed接口,实现该接口的元素会有一个过期时间,只有过期的元素才能被取出。队列中元素会根据过期的先后顺序排序

        ③LinkedBlockingQueue:通过链式结构对元素进行储存,该链式结构可以设置存储上限,如果没有则用Integer.MAX_VALUE作为上限。

        ④PriorityBlockingQueue:优先级队列,加入该队列的元素必须实现Comparable接口,因为队列会根据compare()方法来对元素进行排序。

        ⑤SynchronousQueue:同步队列,该队列只能容纳一个元素,如果队列中已经有元素,则新加入的元素会阻塞。

        ⑥BlockingDeque:阻塞双端队列,可以将元素放入队列两端或从两端取出元素,该接口继承了BlockingQueue,实现类为LinkedBlockingDeque。

        

      3、java.util.concurrent.ConcurrentHashMap:和java.util.HashTable类似,但是ConcurrentHashMap拥有更好的并发性能。它在写入数据的时候不会将整个ConcurrentHashMap锁住,而是将写入的部分锁住。

      4、CountDownLatch:闭锁是一个并发构造,它允许一个或多个线程等待一系列的操作完成。CountDownLatch初始化时需要给定一个数量,闭锁调用await()方法可以使线程进入等待状态,该闭锁每调用一次countDown()就会将数量减1,当数量减为0后,所有的等待线程就会被唤醒。

      4、java.util.concurrent.CyclicBarrier:栅栏是一种类的同步机制,可以实现所有线程运行到某处后等待(通过调用await()方法),直到满足了所需的数量,才会一起释放去继续执行。当然也可以设定等待时间,那样即使没有达到数量也会继续执行。类似于约人一起去玩,先在某个地方一起集合,然后一起去。这是可以重复使用的。

      5.每次CyclicBarrier都支持栅栏行动,当最后一个线程都运行到栅栏时,就会执行该行动。CyclicBarrier行动就是一个线程。

      6、交换机java.util.concurrent.Exchanger:表示两个线程可以交换一类对象的汇合点,通过exchange(o)方法来交换对象。

      7、信号量java.util.concurrent.Semaphore:它是一个计数信号量,主要用于防止超过N个线程同时执行一块代码,或者进行两个线程之间发送信号。它主要有两个方法,require()和release()分别用来获取许可和释放许可。

      8、java.util.concurrent.locks.Lock:一个类似于 synchronized 块的线程同步机制。但是 Lock 比 synchronized 块更加灵活、精细。实现类java.util.concurrent.locks.ReentrantLock

      9、java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock  :读写锁,它能够允许多个线程在同一时间对某特定资源进行读取,但同一时间内只能有一个线程对其进行写入。实现类 java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock

      10、ForkJoinPool:其作用和ExecutorService差不多,但是其可以对任务进行分叉和合并

      11、AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong :数据具有原子性,并且增加了一些操作的方法。

      12、AtomicReference提供了一个可以被原子性读和写的对象引用变量

         

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