java 多线程

多线程:

说到多线程,最先提到的就是Thread和Runnable。实现多线程可以通过继承Thread 或者 实现Ruannale接口实现。在实际开发中,大多以实现Runnable为主,主要是因为实现Runnable比继承Thread有以下两个好处:

1.Runnable是接口,Thread是类。一个java类可以实现多个接口,可是只能继承一个父类。所以实现Runnable可以避免单继承的局限。

2.适合资源的共享。最基本的买票的例子:

通过Thread完成:

运行结果

如果使用实现Runnable的方式:

运行结果

线程池:

我们在处理服务的时候,不可能自己创建线程来处理任务,一方面是因为管理线程太繁琐,另一方面防止创建太多线程,导致过多消耗内存或频繁切换导致内存资源不足。所以一般都是通过线程池来实现对线程的管理。

Java通过Executors提供四种线程池,分别为:

newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。

newFixedThreadPool 创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待。定长线程池的长度一般根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors().这样可以充分利用线程资源。

newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。

newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池,它只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。还有newSingleScheduleThreadExecutor,结合了3和4.

下面看一个例子:

ScheduledExecutorService例子
运行结果

可以看到虽然开了线程池的容量为3的条件下启动4个线程,每次都是打印3个“hello”,试着把period换成7看看,是先3个“hello”,然后1个“hello”,然后2个“hello”。

Callable 和 Future

以上讨论的都是Runnable,它是没有返回值的。但是如果有场景是要求一个线程依赖某一个线程的返回结果,这就需要用到Callable。Callable的call方法可以有返回值,而Runnable的run方法不能有返回值,这是两这的核心区别。

那么怎么得到Callable的返回值呢?是通过Future。Future可以监视目标线程调用call的情况,当你调用Future的get()方法以获得结果时,当前线程就开始阻塞,直接call方法结束返回结果。

这边还要说到另一个类:FutureTask。FutureTask实现了两个接口,Runnable和Future,所以它既可以作为Runnable被线程执行,又可以作为Future得到Callable的返回值。关于FutureTask详解可以阅读http://blog.csdn.net/codershamo/article/details/51901057,最好是看源码。

还是看一个例子吧。

通过FutureTask处理Runnable

假设有一个很耗时的返回值需要计算,并且这个返回值不是立刻需要的话,那么就可以使用FutureTask,用另一个线程去计算返回值,而当前线程在使用这个返回值之前可以做其它的操作,等到需要这个返回值时,再通过Future得到。很高效。

下面还有另一种方式使用Callable和Future。通过ExecutorService的submit方法执行Callable,并返回Future。看例子:

通过ExecutorService处理Callable

现在需要执行多个带返回值得任务,怎么办?第一种方法:就是创建一个Future类型的集合,用Executor提交任务的返回值添加到集合中,最后遍历取出结合。第二种使用CompletionService。下面看例子,比较两者的执行效率。

使用Future集合
执行结果

可以看到这种方式是按照添加的集合的顺序依次执行的。下面看方法二的代码:

使用completionService
执行结果

可以看到先执行callable3,最后执行的callable2。时间比使用Future集合要少。那是因为CompletionService内部使用了BlockingQueue,负责保存异步任务的执行结果,take的时候从BlockingQueue中取执行结束的Future。所以更精确地完成任务。又方便性能又好呢。

CompletableFuture

对于Future,我们通过轮询isDone,确认完成后,调用get()获取值,要么调用get()设置一个超时时间。但是这个get()方法会阻塞住调用线程,这种阻塞的方式实际上没有完全实现异步编程。CompletableFuture类实现了CompletionStage和Future接口。它可以在get()阻塞的时候回调处理。CompletableFuture是Java8引入的新特性,下次和lambda一起做笔记吧。因为手已冻僵啊。

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