day12-多线程

一、多线程常用方法

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下面我们演示一下getName()setName(String name)currentThread()sleep(long time)这些方法的使用效果。

public class MyThread extends Thread{
     public MyThread(){
     }
    public MyThread(String name){
        super(name); //1.执行父类Thread(String name)构造器,为当前线程设置名字了
    }
    @Override
    public void run() {
        //2.currentThread() 哪个线程执行它,它就会得到哪个线程对象。
        Thread t = Thread.currentThread();
        for (int i = 1; i <= 3; i++) {
            //3.getName() 获取线程名称
            System.out.println(t.getName() + "输出:" + i);
        }
    }
}

再测试类中,创建线程对象,并启动线程

public class ThreadTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new MyThread();
        t1.setName(String name) //设置线程名称;
        t1.start();
        System.out.println(t1.getName());  //Thread-0

        Thread t2 = new MyThread("2号线程");
        // t2.setName("2号线程");
        t2.start();
        System.out.println(t2.getName()); // Thread-1

        // 主线程对象的名字
        // 哪个线程执行它,它就会得到哪个线程对象。
        Thread m = Thread.currentThread();
        m.setName("最牛的线程");
        System.out.println(m.getName()); // main

        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println(m.getName() + "线程输出:" + i);
        }
    }
}

执行上面代码,效果如下图所示,我们发现每一条线程都有自己了名字了。

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最后再演示一下join这个方法是什么效果。

public class ThreadTest2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // join方法作用:让当前调用这个方法的线程先执行完。
        Thread t1 = new MyThread("1号线程");
        t1.start();
        t1.join();

        Thread t2 = new MyThread("2号线程");
        t2.start();
        t2.join();

        Thread t3 = new MyThread("3号线程");
        t3.start();
        t3.join();
    }
}

执行效果是1号线程先执行完,再执行2号线程;2号线程执行完,再执行3号线程;3号线程执行完就结束了。

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我们再尝试,把join()方法去掉,再看执行效果。此时你会发现2号线程没有执行完1号线程就执行了(效果是多次运行才出现的,根据个人电脑而异,可能有同学半天也出现不了也是正常的)

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二、线程安全问题

各位小伙伴,前面我们已经学习了如何创建线程,以及线程的常用方法。接下来,我们要学习一个在实际开发过程中,使用线程时最重要的一个问题,叫线程安全问题。

2.1 线程安全问题概述

  • 首先,什么是线程安全问题呢?

线程安全问题指的是,多个线程同时操作同一个共享资源的时候,可能会出现业务安全问题。

下面通过一个取钱的案例给同学们演示一下。案例需求如下

场景:小明和小红是一对夫妻,他们有一个共享账户,余额是10万元,小红和小明同时来取钱,并且2人各自都在取钱10万元,可能出现什么问题呢?

如下图所示,小明和小红假设都是一个线程,本类每个线程都应该执行完三步操作,才算是完成的取钱的操作。但是真实执行过程可能是下面这样子的

​ ① 小红线程只执行了判断余额是否足够(条件为true),然后CPU的执行权就被小明线程抢走了。

​ ② 小明线程也执行了判断了余额是否足够(条件也是true), 然后CPU执行权又被小明线程抢走了。

​ ③ 小明线程由于刚才已经判断余额是否足够了,直接执行第2步,吐出了10万元钱,此时共享账户月为0。然后CPU执行权又被小红线程抢走。

​ ④ 小红线程由于刚刚也已经判断余额是否足够了,直接执行第2步,吐出了10万元钱,此时共享账户月为-10万。

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你会发现,在这个取钱案例中,两个人把共享账户的钱都取了10万,但问题是只有10万块钱啊!!!

以上取钱案例中的问题,就是线程安全问题的一种体现。

2.2 线程安全问题的代码演示

先定义一个共享的账户类

public class Account {
    private String cardId; // 卡号
    private double money; // 余额。

    public Account() {
    }

    public Account(String cardId, double money) {
        this.cardId = cardId;
        this.money = money;
    }

    // 小明 小红同时过来的
    public void drawMoney(double money) {
        // 先搞清楚是谁来取钱?
        String name = Thread.currentThread().getName();
        // 1、判断余额是否足够
        if(this.money >= money){
            System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功!");
            this.money -= money;
            System.out.println(name + "来取钱后,余额剩余:" + this.money);
        }else {
            System.out.println(name + "来取钱:余额不足~");
        }
    }

    public String getCardId() {
        return cardId;
    }

    public void setCardId(String cardId) {
        this.cardId = cardId;
    }

    public double getMoney() {
        return money;
    }

    public void setMoney(double money) {
        this.money = money;
    }
}

在定义一个是取钱的线程类

public class DrawThread extends Thread{
    private Account acc;
    public DrawThread(Account acc, String name){
        super(name);
        this.acc = acc;
    }
    @Override
    public void run() {
        // 取钱(小明,小红)
        acc.drawMoney(100000);
    }
}

最后,再写一个测试类,在测试类中创建两个线程对象

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
         // 1、创建一个账户对象,代表两个人的共享账户。
        Account acc = new Account("ICBC-110", 100000);
        // 2、创建两个线程,分别代表小明 小红,再去同一个账户对象中取钱10万。
        new DrawThread(acc, "小明").start(); // 小明
        new DrawThread(acc, "小红").start(); // 小红
    }
}

运行程序,执行效果如下。你会发现两个人都取了10万块钱,余额为-10完了。

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2.3 线程同步方案

为了解决前面的线程安全问题,我们可以使用线程同步思想。同步最常见的方案就是加锁,意思是每次只允许一个线程加锁,加锁后才能进入访问,访问完毕后自动释放锁,然后其他线程才能再加锁进来。

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等小红线程执行完了,把余额改为0,出去了就会释放锁。这时小明线程就可以加锁进来执行,如下图所示。

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采用加锁的方案,就可以解决前面两个线程都取10万块钱的问题。怎么加锁呢?Java提供了三种方案

1.同步代码块
2.同步方法
3.Lock锁

2.4 同步代码块

我们先来学习同步代码块。它的作用就是把访问共享数据的代码锁起来,以此保证线程安全。

//锁对象:必须是一个唯一的对象(同一个地址)
synchronized(锁对象){
    //...访问共享数据的代码...
}

使用同步代码块,来解决前面代码里面的线程安全问题。我们只需要修改DrawThread类中的代码即可。

// 小明 小红线程同时过来的
public void drawMoney(double money) {
    // 先搞清楚是谁来取钱?
    String name = Thread.currentThread().getName();
    // 1、判断余额是否足够
    // this正好代表共享资源!
    synchronized (this) {
        if(this.money >= money){
            System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功!");
            this.money -= money;
            System.out.println(name + "来取钱后,余额剩余:" + this.money);
        }else {
            System.out.println(name + "来取钱:余额不足~");
        }
    }
}

此时再运行测试类,观察是否会出现不合理的情况。

最后,再给同学们说一下锁对象如何选择的问题

1.建议把共享资源作为锁对象, 不要将随便无关的对象当做锁对象
2.对于实例方法,建议使用this作为锁对象
3.对于静态方法,建议把类的字节码(类名.class)当做锁对象

2.5 同步方法

接下来,学习同步方法解决线程安全问题。其实同步方法,就是把整个方法给锁住,一个线程调用这个方法,另一个线程调用的时候就执行不了,只有等上一个线程调用结束,下一个线程调用才能继续执行。

// 同步方法
public synchronized void drawMoney(double money) {
    // 先搞清楚是谁来取钱?
    String name = Thread.currentThread().getName();
    // 1、判断余额是否足够
    if(this.money >= money){
        System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功!");
        this.money -= money;
        System.out.println(name + "来取钱后,余额剩余:" + this.money);
    }else {
        System.out.println(name + "来取钱:余额不足~");
    }
}

改完之后,再次运行测试类,观察是否会出现不合理的情况。

接着,再问同学们一个问题,同步方法有没有锁对象?锁对象是谁?

同步方法也是有锁对象,只不过这个锁对象没有显示的写出来而已。
	1.对于实例方法,锁对象其实是this(也就是方法的调用者)
	2.对于静态方法,锁对象时类的字节码对象(类名.class

最终,总结一下同步代码块和同步方法有什么区别?

1.不存在哪个好与不好,只是一个锁住的范围大,一个范围小
2.同步方法是将方法中所有的代码锁住
3.同步代码块是将方法中的部分代码锁住

2.6 Lock锁

接下来,我们再来学习一种,线程安全问题的解决办法,叫做Lock锁。

Lock锁是JDK5版本专门提供的一种锁对象,通过这个锁对象的方法来达到加锁,和释放锁的目的,使用起来更加灵活。格式如下

1.首先在成员变量位子,需要创建一个Lock接口的实现类对象(这个对象就是锁对象)
	private final Lock lk = new ReentrantLock();
2.在需要上锁的地方加入下面的代码
	 lk.lock(); // 加锁
	 //...中间是被锁住的代码...
	 lk.unlock(); // 解锁

使用Lock锁改写前面DrawThread中取钱的方法,代码如下

// 创建了一个锁对象
private final Lock lk = new ReentrantLock();

public void drawMoney(double money) {
        // 先搞清楚是谁来取钱?
        String name = Thread.currentThread().getName();
        try {
            lk.lock(); // 加锁
            // 1、判断余额是否足够
            if(this.money >= money){
                System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功!");
                this.money -= money;
                System.out.println(name + "来取钱后,余额剩余:" + this.money);
            }else {
                System.out.println(name + "来取钱:余额不足~");
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lk.unlock(); // 解锁
        }
    }
}

运行程序结果,观察是否有线程安全问题。到此三种解决线程安全问题的办法我们就学习完了。

三、线程通信(了解)

接下来,我们学习一下线程通信。

首先,什么是线程通信呢?

  • 当多个线程共同操作共享资源时,线程间通过某种方式互相告知自己的状态,以相互协调,避免无效的资源挣抢。

线程通信的常见模式:是生产者与消费者模型

  • 生产者线程负责生成数据

  • 消费者线程负责消费生产者生成的数据

  • 注意:生产者生产完数据后应该让自己等待,通知其他消费者消费;消费者消费完数据之后应该让自己等待,同时通知生产者生成。

  • 例如: 子线程打印i循环,主线程打印j循环

  • 不使用等待唤醒机制: 结果是主线程和子线程随机交替打印输出—–>没有规律

  • 使用等待唤醒机制: 结果就要有规律的打印输出

    • 打印1次i循环,然后打印1次j循环….依次循环打印输出….—->有规律
    • 如何实现:
      • 子线程打印1次i循环,然后唤醒主线程来执行, 就进入无限等待
      • 主线程打印1次j循环,然后唤醒子线程来执行,就进入无限等待
      • 子线程打印1次i循环,然后唤醒主线程来执行,就进入无限等待
      • 主线程打印1次j循环,然后唤醒子线程来执行,就进入无限等待
      • ….

如何实现等待唤醒机制:

  • 1.使用锁对象调用wait()方法进入无限等待

  • 2.使用锁对象调用notify()方法唤醒线程

  • 3.调用wait(),notify()方法的锁对象要一致

  • 案例: 主线程和子线程有规律的交替打印输出

    public class MyThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                synchronized (Test.lock) {
                    if (Test.flag == false){
                        // 无限等待
                        try {
                            Test.lock.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
    
                    if (Test.flag == true) {
                        System.out.println("子线程i的值是:" + i);
                        Test.lock.notify();
                        Test.flag = false;
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    public class Test {
        // 锁对象
        public static Object lock = new Object();
        // 开关变量---旗帜变量
        public static boolean flag = false;// true: 子线程执行  false: 主线程执行
    
        public static void main(String[] args) {
            // 需求: 主线程和子线程有规律的交替打印输出
            // 创建并启动子线程
            new MyThread().start();
    
            // 主线程的任务
            for (int j = 0; j < 100; j++) {
                synchronized (lock) {
                    if (flag == true){
                        // 无限等待
                        try {
                            Test.lock.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
    
                    if (flag == false) {
                        System.out.println("主线程j的值是:" + j);
                        lock.notify();
                        flag = true;
                    }
                }
            }
    
            // 结果:
            // j-i-j-i-j-i-j....
        }
    }
    

分析等待唤醒机制程序的执行

  • 1.不管是否使用等待唤醒机制,线程的调度都是抢占式
  • 2.线程进入无限等待,线程就会释放锁,cpu,也不会再去争夺
  • 3.唤醒其他线程,当前唤醒线程是不会释放锁,cpu的
  • 4.无限等待线程被唤醒,拿到锁对象后,会从进入无限等待的位置继续往下执行

等待唤醒案例

需求
  • 等待唤醒机制其实就是经典的“生产者与消费者”的问题。

  • 就拿生产包子消费包子来说等待唤醒机制如何有效利用资源:

    1588527361222

分析
包子铺线程生产包子,生产完了,包子就有了,唤醒吃货线程来吃包子,然后包子铺线程进入无限等待;
吃货线程吃包子,吃完了,包子就没有了,唤醒包子铺线程来生产包子,然后吃货线程进入无限等待;
包子铺线程生产包子,生产完了,包子就有了,唤醒吃货线程来吃包子,然后包子铺线程进入无限等待;
吃货线程吃包子,吃完了,包子就没有了,唤醒包子铺线程来生产包子,然后吃货线程进入无限等待;
.....
包子类:
    状态--->false:没有包子,ture:有包子
	馅儿
包子铺线程:
	包子有了,进入无限等待
    包子没有了,执行代码(生产包子),唤醒其他线程,修改旗帜变量
吃货线程:
    包子没有了,进入无限等待
    包子有了,执行代码(吃包子),唤醒其他线程,修改旗帜变量
实现
  • 包子类

    public class BaoZi {
        private String xian;// 馅儿
        private boolean flag;// 是否存在
    
        public BaoZi() {
        }
    
        public BaoZi(String xian, boolean flag) {
            this.xian = xian;
            this.flag = flag;
        }
    
        public String getXian() {
            return xian;
        }
    
        public void setXian(String xian) {
            this.xian = xian;
        }
    
        public boolean isFlag() {
            return flag;
        }
    
        public void setFlag(boolean flag) {
            this.flag = flag;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "BaoZi{" +
                    "xian='" + xian + '\'' +
                    ", flag=" + flag +
                    '}';
        }
    }
    
  • 包子铺线程

    package com.itheima.demo8_线程通信案例2;
    
    public class BaoZiPuThread extends Thread{
        BaoZi bz;
    
        public BaoZiPuThread(BaoZi bz) {
            this.bz = bz;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                synchronized (bz){
                    // 如果开关变量的值为true,那么生产线程就得无限等待
                    if (bz.isFlag()){
                        try {
                            bz.wait();// 无限等待--释放锁和cpu
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    // 如果为false,生产就要执行
                    if (bz.isFlag() == false){
                        // 生产包子
                        System.out.println("包子铺线程: 开始做包子...");
                        bz.setXian("猪肉馅");
                        try {
                            Thread.sleep(3000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        System.out.println("包子铺线程: 包子做好了,吃货快来吃包子...");
    
                        // 修改包子的状态
                        bz.setFlag(true);
    
                        // 唤醒吃货来吃包子
                        bz.notify();
    
                    }
                }
            }
        }
    }
    
  • 吃货线程

    package com.itheima.demo8_线程通信案例2;
    
    public class ChiHuoThread extends Thread{
        BaoZi bz;
    
        public ChiHuoThread(BaoZi bz) {
            this.bz = bz;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                synchronized (bz){
                    // 如果开关变量的值为false,那么吃货线程就得无限等待
                    if (bz.isFlag() == false){
                        try {
                            bz.wait();// 无限等待--释放锁和cpu
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    // 如果为true,吃货线程就要执行
                    if (bz.isFlag()){
                        // 吃包子
                        System.out.println("吃货线程: 开始吃包子...");
                        try {
                            Thread.sleep(2000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        System.out.println("吃货线程: "+bz.getXian()+"的包子真好吃,包子吃完了,包子铺线程快来做包子...");
    
                        // 修改包子的状态
                        bz.setFlag(false);
    
                        // 唤醒包子铺线程来做包子
                        bz.notify();
                    }
                }
            }
        }
    }
    
  • 测试类

    package com.itheima.demo8_线程通信案例2;
    
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
             /*
                规律执行: 生产线程生产1个包子,吃货线程吃1个包子
                分析:
                    生产线程生产1个包子,进入等待,唤醒吃货线程来吃包子
                    吃货线程吃1个包子,进入等待,唤醒线程生产线程来生产包子
    
               设计: 设计一个开关变量,用来作为生产线程和吃货线程线程是否执行的标志
               实现:
                    1.设计一个boolean类型的开关变量,true表示吃货线程执行,false表示生产线程执行
                    2.如果开关变量的值为true,那么生产线程就得无限等待,如果为false,生产就要执行
                    2.如果开关变量的值为false,那么吃货线程就得无限等待,如果为true,吃货线程就要执行
             */
            BaoZi bz = new BaoZi();
            BaoZiPuThread baoZiPuThread = new BaoZiPuThread(bz);
            ChiHuoThread chiHuoThread = new ChiHuoThread(bz);
            baoZiPuThread.start();
            chiHuoThread.start();
        }
    }
    

四、线程池

4.1 线程池概述

各位小伙伴,接下来我们学习一下线程池技术。先认识一下什么是线程池技术? 其实,线程池就是一个可以复用线程的技术

要理解什么是线程复用技术,我们先得看一下不使用线程池会有什么问题,理解了这些问题之后,我们在解释线程复用同学们就好理解了。

假设:用户每次发起一个请求给后台,后台就创建一个新的线程来处理,下次新的任务过来肯定也会创建新的线程,如果用户量非常大,创建的线程也讲越来越多。然而,创建线程是开销很大的,并且请求过多时,会严重影响系统性能。

而使用线程池,就可以解决上面的问题。如下图所示,线程池内部会有一个容器,存储几个核心线程,假设有3个核心线程,这3个核心线程可以处理3个任务。

1668065892511

但是任务总有被执行完的时候,假设第1个线程的任务执行完了,那么第1个线程就空闲下来了,有新的任务时,空闲下来的第1个线程可以去执行其他任务。依此内推,这3个线程可以不断的复用,也可以执行很多个任务。

1668066073126

所以,线程池就是一个线程复用技术,它可以提高线程的利用率。

4.2 创建线程池

在JDK5版本中提供了代表线程池的接口ExecutorService,而这个接口下有一个实现类叫ThreadPoolExecutor类,使用ThreadPoolExecutor类就可以用来创建线程池对象。

下面是它的构造器,参数比较多,不要怕,干就完了^_^。

1668066279649

接下来,用这7个参数的构造器来创建线程池的对象。代码如下

ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(
    3,	//核心线程数有3个
    5,  //最大线程数有5个。   临时线程数=最大线程数-核心线程数=5-3=2
    8,	//临时线程存活的时间8秒。 意思是临时线程8秒没有任务执行,就会被销毁掉。
    TimeUnit.SECONDS,//时间单位(秒)
    new ArrayBlockingQueue<>(4), //任务阻塞队列,没有来得及执行的任务在,任务队列中等待
    Executors.defaultThreadFactory(), //用于创建线程的工厂对象
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() //拒绝策略
);

关于线程池,我们需要注意下面的两个问题

  • 临时线程什么时候创建?

    新任务提交时,发现核心线程都在忙、任务队列满了、并且还可以创建临时线程,此时会创建临时线程。
  • 什么时候开始拒绝新的任务?

    核心线程和临时线程都在忙、任务队列也满了、新任务过来时才会开始拒绝任务。

4.3 线程池执行Runnable任务

创建好线程池之后,接下来我们就可以使用线程池执行任务了。线程池执行的任务可以有两种,一种是Runnable任务;一种是callable任务。下面的execute方法可以用来执行Runnable任务。

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先准备一个线程任务类

public class MyRunnable implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        // 任务是干啥的?
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ==> 输出666~~");
        //为了模拟线程一直在执行,这里睡久一点
        try {
            Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

下面是执行Runnable任务的代码,注意阅读注释,对照着前面的7个参数理解。

ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(
    3,	//核心线程数有3个
    5,  //最大线程数有5个。   临时线程数=最大线程数-核心线程数=5-3=2
    8,	//临时线程存活的时间8秒。 意思是临时线程8秒没有任务执行,就会被销毁掉。
    TimeUnit.SECONDS,//时间单位(秒)
    new ArrayBlockingQueue<>(4), //任务阻塞队列,没有来得及执行的任务在,任务队列中等待
    Executors.defaultThreadFactory(), //用于创建线程的工厂对象
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() //拒绝策略
);

Runnable target = new MyRunnable();
pool.execute(target); // 线程池会自动创建一个新线程,自动处理这个任务,自动执行的!
pool.execute(target); // 线程池会自动创建一个新线程,自动处理这个任务,自动执行的!
pool.execute(target); // 线程池会自动创建一个新线程,自动处理这个任务,自动执行的!
//下面4个任务在任务队列里排队
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);

//下面2个任务,会被临时线程的创建时机了
pool.execute(target);
pool.execute(target);
// 到了新任务的拒绝时机了!
pool.execute(target);

执行上面的代码,结果输出如下

1668067745116

4.4 线程池执行Callable任务

接下来,我们学习使用线程池执行Callable任务。callable任务相对于Runnable任务来说,就是多了一个返回值。

执行Callable任务需要用到下面的submit方法

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先准备一个Callable线程任务

public class MyCallable implements Callable<String> {
    private int n;
    public MyCallable(int n) {
        this.n = n;
    }

    // 2、重写call方法
    @Override
    public String call() throws Exception {
        // 描述线程的任务,返回线程执行返回后的结果。
        // 需求:求1-n的和返回。
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            sum += i;
        }
        return Thread.currentThread().getName() + "求出了1-" + n + "的和是:" + sum;
    }
}

再准备一个测试类,在测试类中创建线程池,并执行callable任务。

public class ThreadPoolTest2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1、通过ThreadPoolExecutor创建一个线程池对象。
        ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(
            3,
            5,
            8,
            TimeUnit.SECONDS, 
            new ArrayBlockingQueue<>(4),
            Executors.defaultThreadFactory(),
            new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

        // 2、使用线程处理Callable任务。
        Future<String> f1 = pool.submit(new MyCallable(100));
        Future<String> f2 = pool.submit(new MyCallable(200));
        Future<String> f3 = pool.submit(new MyCallable(300));
        Future<String> f4 = pool.submit(new MyCallable(400));

        // 3、执行完Callable任务后,需要获取返回结果。
        System.out.println(f1.get());
        System.out.println(f2.get());
        System.out.println(f3.get());
        System.out.println(f4.get());
    }
}

执行后,结果如下图所示

1668067964048

4.5 线程池工具类(Executors)

有同学可能会觉得前面创建线程池的代码参数太多、记不住,有没有快捷的创建线程池的方法呢?有的。Java为开发者提供了一个创建线程池的工具类,叫做Executors,它提供了方法可以创建各种不能特点的线程池。如下图所示

1668068110593

接下来,我们演示一下创建固定线程数量的线程池。这几个方法用得不多,所以这里不做过多演示,同学们了解一下就行了。

public class ThreadPoolTest3 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1、通过Executors创建一个线程池对象。
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(17);
        // 老师:核心线程数量到底配置多少呢???
        // 计算密集型的任务:核心线程数量 = CPU的核数 + 1
        // IO密集型的任务:核心线程数量 = CPU核数 * 2

        // 2、使用线程处理Callable任务。
        Future<String> f1 = pool.submit(new MyCallable(100));
        Future<String> f2 = pool.submit(new MyCallable(200));
        Future<String> f3 = pool.submit(new MyCallable(300));
        Future<String> f4 = pool.submit(new MyCallable(400));

        System.out.println(f1.get());
        System.out.println(f2.get());
        System.out.println(f3.get());
        System.out.println(f4.get());
    }
}

Executors创建线程池这么好用,为什么不推荐同学们使用呢?原因在这里:看下图,这是《阿里巴巴Java开发手册》提供的强制规范要求。

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五、补充知识

最后,我们再补充几个概念性的知识点,同学们知道这些概念什么意思就可以了。

5.1 并发和并行

先学习第一个补充知识点,并发和并行。在讲解并发和并行的含义之前,我们先来了解一下什么是进程、线程?

  • 正常运行的程序(软件)就是一个独立的进程
  • 线程是属于进程,一个进程中包含多个线程
  • 进程中的线程其实并发和并行同时存在(继续往下看)

我们可以打开系统的任务管理器看看(快捷键:Ctrl+Shfit+Esc),自己的电脑上目前有哪些进程。

1668069176927

知道了什么是进程和线程之后,接着我们再来学习并发和并行的含义。

首先,来学习一下什么是并发?

进程中的线程由CPU负责调度执行,但是CPU同时处理线程的数量是优先的,为了保证全部线程都能执行到,CPU采用轮询机制为系统的每个线程服务,由于CPU切换的速度很快,给我们的感觉这些线程在同时执行,这就是并发。(简单记:并发就是多条线程交替执行)

接下,再来学习一下什么是并行?

并行指的是,多个线程同时被CPU调度执行。如下图所示,多个CPU核心在执行多条线程

1668069524799

最后一个问题,多线程到底是并发还是并行呢?

其实多个线程在我们的电脑上执行,并发和并行是同时存在的。

5.2 线程的生命周期

接下来,我们学习最后一个有关线程的知识点,叫做线程的生命周期。所谓生命周期就是线程从生到死的过程中间有哪些状态,以及这些状态之间是怎么切换的。

为了让大家同好的理解线程的生命周期,先用人的生命周期举个例子,人从生到死有下面的几个过程。在人的生命周期过程中,各种状态之间可能会有切换,线程也是一样的。

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接下来就来学习线程的生命周期。在Thread类中有一个嵌套的枚举类叫Thread.Status,这里面定义了线程的6中状态。如下图所示

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NEW: 新建状态,线程还没有启动
RUNNABLE: 可以运行状态,线程调用了start()方法后处于这个状态
BLOCKED: 锁阻塞状态,没有获取到锁处于这个状态
WAITING: 无限等待状态,线程执行时被调用了wait方法处于这个状态
TIMED_WAITING: 计时等待状态,线程执行时被调用了sleep(毫秒)或者wait(毫秒)方法处于这个状态
TERMINATED: 终止状态, 线程执行完毕或者遇到异常时,处于这个状态。

这几种状态之间切换关系如下图所示

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总结

必须练习:
	1.课堂代码中:  demo1_Thread类常用方法
	2.取钱案例演示线程安全问题
	3.使用同步代码块解决取钱案例的线程安全问题
	4.使用同步方法解决取钱案例的线程安全问题
	5.使用Lock锁解决取钱案例的线程安全问题
	6.上厕所案例---研究同步方法的锁对象
	7.包子案例----难度
	8.通过ThreadPoolExecutor创建线程池,执行Runnable任务
	9.通过ThreadPoolExecutor创建线程池,执行Callable任务
	10.通过Executors工具类创建一些不同特点的线程池,执行任务
	11.绘制线程六种状态相互切换的图