java异步-线程、线程池

╰半夏微凉° 2023-10-13 12:17 89阅读 0赞

#### 1、java初始化线程的4种方式 ####

1.  继承Thread，重写run方法
2.  实现Runnable接口
3.  实现Callable接口 + FutureTask（可以获取线程返回接口，可以处理异常）
4.  线程池

--------------------

*  **无论是哪种方式，都需要使用new Thread来开启线程**

#### 2、4种实现案例 ####

##### 2.1、继承Thread方式 #####

![abcc340e54954aac8ed9bba1c4c91b7a.png][]

#### 3、实现Runnable接口 ####

![4ee809754345408d91417a9b9c29d63d.png][]

##### 2.2、实现Callable接口 #####

*  实现Callable接口，指定泛型
 *  重写call方法
 *  在使用时，new FutureTask时传递callable实现类对象
 *  由于FutureTask底层使用的是runnable接口，因此new Thread对象，把FutureTask对象传入即可

![c5401394f4bb41ce823749a74c0b86cb.png][]

当FutureTask对象需要获取线程的返回数据时：

*  **线程阻塞等待的方式获取结果：与多线程初衷相违背**

![d9da3403c88b41fb8758981263a5079d.png][]

##### 2.3、线程池 #####

import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    /**
     * @author 线程池使用
     * @date 2023/7/7
     */
    public class ExecutorsPool {
        /**
         * 在java JUC下，提供了一个类Executors，快速创建一个线程池
         *   下面创建一个固定数据为10的线程池
         */
        public static ExecutorService executors = Executors.newFixedThreadPool(10);
    
        //测试案例
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println("主方法..................开始执行");
            
            //executors.submit(new Runnable() {
            //    @Override
            //    public void run() {
            //        
            //    }
            //})
            /** 下面是上面的lambda写法 */
            executors.submit(() -> {
                System.out.println("当前线程编号为：" + Thread.currentThread().getContextClassLoader());
                int a = 10 / 5;
                System.out.println("线程计算结果为：" + a);
            });
            System.out.println("主方法..................结束执行");
        }
    }

结果如下：

![21eb1af59ca241afa520991f2fcd531b.png][]

注意：

Executors.submit()与Executors.execute()区别：

*  submit方法返回类型为Future<T>，可以获取线程结果
 *  execute方法返回类型为void，不能获取线程结果

#### 3、线程池 ####

##### 3.1、原始创建方式 #####

*  ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor();
 *  传递线程的七大参数即可
 *  ThreadPoolExecutor与2.4中的Executors，其底层都是实现了ExecutorService

##### 3.2、线程的七大参数 #####

###### <1> corePoolSize ######

核心线程数：

*  线程池创建后一直存在，直至线程池销毁才消失
 *  线程池创建好后，就准备就绪了的线程数量，等待接收异步任务去执行

例如： corePoolSize = 5 线程创建后，线程池中有5个线程Thread随时处理业务start()

###### <2>maximumPoolSize ######

最大线程数量：

*  最大线程数量，用于控制资源

###### <3>heepAliverTime ######

存活时间：

*  当前线程数量大于核心线程数量，空闲的线程**超过存活时间**时，释放多余的空闲线程
 *  这里的空闲线程指的是：该线程业务处理完毕，**正在等待新**的多线程业务，这个时候的线程是空闲的
 *  释放的线程：由于存在核心线程，因此，释放的空闲线程为：**当前线程数量-核心线程数量**

###### <4>TimeUnit unit ######

存活时间单位

###### <5>BlockingQueue<Runnable> workQueue ######

阻塞队列：

*  如果多线程任务很多，就会将目前多余的任务放在队列中
 *  只要有线程空闲了，就会从队列中取出新的任务进行执行

###### <6>threadFactory ######

线程的创建工厂

###### <7>RejectedExecutionHandler handler ######

处理器：如果队列满了，按我们指定的拒绝策略拒绝执行任务（饱和策略）

##### 3.3、案例 #####

![a70297c7ef604352935cead5f30662b2.png][]

###### 线程池工作顺序 ######

1.  线程池创建后，准备好core核心线程数量，接收多线程任务
2.  core线程满了后，就将正在进来的任务放入阻塞队列中，空闲的core就会自己去阻塞队列中获取任务执行
3.  阻塞队列满后，就直接开启新的线程进行执行任务，最大只能开到max指定的数量
4.  max满了就用handler拒绝策略拒绝任务
5.  max都执行完成后，若存在很多空闲线程，在指定的时间keepAliveTime后，释放多余的线程

###### 面试案例 ######

*  一个线程core 7；max 20；queue 50；100并发进行怎么分配的？

1.  7个并发会立即得到执行
2.  50个会进入队列
3.  再开13个进行执行，这里执行的是队列中的13个！（先进先出和后进先出，主要看使用的队列使用哪种）
4.  剩下的30个就使用拒绝策略，如：使用**CallerRunsPolicy**拒绝策略，来让**剩下的并发同步**执行

如：

import java.util.concurrent.*;
    
    public class ThreadPoolTest {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println("线程池创建......");
            ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
                    7
                    , 20
                    , 10
                    , TimeUnit.SECONDS
                    , new LinkedBlockingDeque<>(50)
                    , Executors.defaultThreadFactory()
                    , new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
            );
            //模拟100个并发
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                int num = i;
                executor.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "is executing：" + num);
                    try {
                        Thread.sleep(10000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                });
            }
        }
    }

结果：

> 线程池创建......  
> pool-1-thread-1is executing：0  
> pool-1-thread-5is executing：4  
> pool-1-thread-7is executing：6  
> pool-1-thread-6is executing：5  
> pool-1-thread-3is executing：2  
> pool-1-thread-2is executing：1  
> pool-1-thread-4is executing：3  
> pool-1-thread-8is executing：57  
> pool-1-thread-9is executing：58  
> pool-1-thread-11is executing：60  
> pool-1-thread-10is executing：59  
> pool-1-thread-13is executing：62  
> pool-1-thread-12is executing：61  
> pool-1-thread-14is executing：63  
> pool-1-thread-17is executing：66  
> pool-1-thread-15is executing：64  
> pool-1-thread-16is executing：65  
> pool-1-thread-19is executing：68  
> pool-1-thread-18is executing：67  
> pool-1-thread-20is executing：69  
> Exception in thread "main" java.util.concurrent.RejectedExecutionException: Task com.shuizhu.helloworld.thread.ThreadPoolTest$$Lambda$1/1879492184@357246de rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@2a18f23c\[Running, pool size = 20, active threads = 20, queued tasks = 50, completed tasks = 0\]  
> at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy.rejectedExecution(ThreadPoolExecutor.java:2047)  
> at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(ThreadPoolExecutor.java:823)  
> at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1369)  
> at com.shuizhu.helloworld.thread.ThreadPoolTest.main(ThreadPoolTest.java:20)  
> pool-1-thread-1is executing：7  
> pool-1-thread-16is executing：10  
> pool-1-thread-4is executing：11  
> pool-1-thread-14is executing：9  
> pool-1-thread-13is executing：8  
> pool-1-thread-19is executing：13  
> pool-1-thread-5is executing：12  
> pool-1-thread-15is executing：15  
> pool-1-thread-10is executing：17  
> pool-1-thread-8is executing：19  
> pool-1-thread-2is executing：22  
> pool-1-thread-17is executing：14  
> pool-1-thread-18is executing：25  
> pool-1-thread-20is executing：26  
> pool-1-thread-9is executing：24  
> pool-1-thread-7is executing：20  
> pool-1-thread-11is executing：23  
> pool-1-thread-6is executing：21  
> pool-1-thread-3is executing：18  
> pool-1-thread-12is executing：16  
> pool-1-thread-1is executing：27  
> pool-1-thread-14is executing：31  
> pool-1-thread-4is executing：30  
> pool-1-thread-16is executing：29  
> pool-1-thread-13is executing：28  
> pool-1-thread-20is executing：32  
> pool-1-thread-18is executing：37  
> pool-1-thread-17is executing：40  
> pool-1-thread-8is executing：36  
> pool-1-thread-15is executing：35  
> pool-1-thread-19is executing：33  
> pool-1-thread-5is executing：34  
> pool-1-thread-2is executing：39  
> pool-1-thread-10is executing：38  
> pool-1-thread-3is executing：41  
> pool-1-thread-11is executing：43  
> pool-1-thread-6is executing：42  
> pool-1-thread-9is executing：46  
> pool-1-thread-12is executing：44  
> pool-1-thread-7is executing：45

###### 拒绝策略 ######

*  DiscardOldestPolicy

丢弃还没有执行的旧的任务（队列最前面的是最旧的），执行新的任务

*  CallerRunsPolicy

多余的线程直接执行调用run方法，相当于同步执行

*  AbortPolicy（默认的拒绝策略）

新来的任务直接丢弃，并会抛出异常

*  DiscardPolicy

新来的任务直接丢弃，不会抛出异常

##### 3.4、Executors创建线程池 #####

上述的线程池创建是原生的方式

也可以使用Executors来创建线程池

###### 1、Executors.newCachedThreadPool(); ######

*  core核心线程为0，最大线程数为Integer.MAX\_VALUE
 *  创建一个可以缓存线程的线程池（ 由于核心线程为0，缓存时间为存活时间60s），可以灵活回收空闲线程

![e7ef8e79c6bc4a45b3b58c60ee89d853.png][]

###### 2、Executors.newFixedThreadPool(10); ######

*  创建一个固定线程数量的线程池
 *  核心线程=最大线程，因此线程是一直存活的
 *  可以控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待

![ee94a9055e314658b1d21d4327dcbc05.png][]

###### 3、Executors.newScheduledThreadPool(10); ######

*  创建一个定长的线程池，支持定时及周期性任务执行
 *  可以指定多长时间后再执行

![b9f8bdc5fce4405c8989e9c73a979c8f.png][]

###### 4、Executors.newSingleThreadExecutor(); ######

*  创建一个单线程化的线程池，它只用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务执行完成
 *  适用场景：分布式下，保证双写一致的情况，需要将相同的业务留给同一台服务器或者同一线程来处理

![22a66e3da6b349ddb87c5a1ae06fa731.png][]

[abcc340e54954aac8ed9bba1c4c91b7a.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/abcc340e54954aac8ed9bba1c4c91b7a.png
[4ee809754345408d91417a9b9c29d63d.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/4ee809754345408d91417a9b9c29d63d.png
[c5401394f4bb41ce823749a74c0b86cb.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/c5401394f4bb41ce823749a74c0b86cb.png
[d9da3403c88b41fb8758981263a5079d.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/d9da3403c88b41fb8758981263a5079d.png
[21eb1af59ca241afa520991f2fcd531b.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/21eb1af59ca241afa520991f2fcd531b.png
[a70297c7ef604352935cead5f30662b2.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/a70297c7ef604352935cead5f30662b2.png
[e7ef8e79c6bc4a45b3b58c60ee89d853.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/e7ef8e79c6bc4a45b3b58c60ee89d853.png
[ee94a9055e314658b1d21d4327dcbc05.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/ee94a9055e314658b1d21d4327dcbc05.png
[b9f8bdc5fce4405c8989e9c73a979c8f.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/b9f8bdc5fce4405c8989e9c73a979c8f.png
[22a66e3da6b349ddb87c5a1ae06fa731.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/22a66e3da6b349ddb87c5a1ae06fa731.png