多线程的创建、Thread类、线程安全、同步、通信
2023-04-18 14:14:10 时间
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多线程的创建
什么是线程？
线程(thread)是一个程序内部的一条执行路径。
我们之前启动程序执行后，main方法的执行其实就是一条单独的执行路径。
程序中如果只有一条执行路径，那么这个程序就是单线程的程序。
多线程是什么？
多线程是指从软硬件上实现多条执行流程的技术。
多线程用在哪里，有什么好处
再例如：消息通信、淘宝、京东系统都离不开多线程技术。
方式一：继承Thread类
Thread类
Java是通过java.lang.Thread 类来代表线程的。
按照面向对象的思想，Thread类应该提供了实现多线程的方式。
多线程的实现方案一：继承Thread类
定义一个子类MyThread继承线程类java.lang.Thread，重写run()方法
创建MyThread类的对象
调用线程对象的start()方法启动线程（启动后还是执行run方法的）
方式一优缺点：
优点：编码简单
缺点：线程类已经继承Thread，无法继承其他类，不利于扩展。
/**
* 目标：多线程的创建方式一：继承Thread类实现。
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//3、new一个新线程对象
Thread t = new MyThread();
//4、调用start方法启动线程（执行的还是run方法）
t.start();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("主线程执行输出" + i);
}
}
}
/**
* 1、定义一个线程类型继承Thread类
*/
class MyThread extends Thread {
/**
* 2、重写run方法，里面是定义线程以后要干啥
*/
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("子线程执行输出" + i);
}
}
}1、为什么不直接调用了run方法，而是调用start启动线程。
直接调用run方法会当成普通方法执行，此时相当于还是单线程执行。
只有调用start方法才是启动一个新的线程执行。
2、把主线程任务放在子线程之前了。
这样主线程一直是先跑完的，相当于是一个单线程的效果了。
3、方式一是如何实现多线程的？
继承Thread类
重写run方法
创建线程对象
调用start()方法启动。
4、优缺点是什么？
优点：编码简单
缺点：存在单继承的局限性，线程类继承Thread后，不能继承其他类，不便于扩展。方式二：实现Runnable接口
定义一个线程任务类MyRunnable实现Runnable接口，重写run()方法
创建MyRunnable任务对象
把MyRunnable任务对象交给Thread处理。
调用线程对象的start()方法启动线程
Thread的构造器
| 构造器 | 说明 |
| public Thread(String name) | 可以为当前线程指定名称 |
| public Thread(Runnable target) | 封装Runnable对象成为线程对象 |
| public Thread(Runnable target ，String name ) | 封装Runnable对象成为线程对象，并指定线程名称 |
/**
* 目标：学会线程的创建方式二，理解它的优缺点。
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//3、创建一个任务对象
Runnable target = new MyRunnable();
//4、把任务对象交给Thread处理
Thread t = new Thread(target);
//5、启动线程
t.start();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("主线程执行输出" + i);
}
}
}
/**
* 1、定义一个线程任务类 实现Runnable接口
*/
class MyRunnable implements Runnable {
/**
* 2、重写run方法，定义线程的执行任务的
*/
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("子线程执行输出：" + i);
}
}
}1、第二种方式是如何创建线程的？
定义一个线程任务类MyRunnable实现Runnable接口，重写run()方法
创建MyRunnable对象
把MyRunnable任务对象交给Thread线程对象处理。
调用线程对象的start()方法启动线程
2、第二种方式的优点
优点：线程任务类只是实现了Runnale接口，可以继续继承和实现。
缺点：如果线程有执行结果是不能直接返回的。
多线程的实现方案二：实现Runnable接口(匿名内部类形式)
可以创建Runnable的匿名内部类对象。
交给Thread处理。
调用线程对象的start()启动线程。
public class Test {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//创建一个任务对象
// Runnable target = new Runnable() {
// @Override
// public void run() {
// for (int i = 0; i < 5; i++) {
// System.out.println("子线程执行输出：" + i);
// }
// }
// };
Runnable target = () -> {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("子线1程执行输出：" + i);
}
};
//把任务对象交给Thread处理
Thread t = new Thread(target);
//启动线程
t.start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("子线2程执行输出：" + i);
}
}
}).start();
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("子线3程执行输出：" + i);
}
}).start();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("主线程执行输出" + i);
}
}
}
方式三：JDK 5.0新增：实现Callable接口
1、前2种线程创建方式都存在一个问题：
他们重写的run方法均不能直接返回结果。
不适合需要返回线程执行结果的业务场景。
2、怎么解决这个问题呢？
JDK 5.0提供了Callable和FutureTask来实现。
这种方式的优点是：可以得到线程执行的结果。
多线程的实现方案三：利用Callable、FutureTask接口实现。
1、得到任务对象
定义类实现Callable接口，重写call方法，封装要做的事情。
用FutureTask把Callable对象封装成线程任务对象。
2、把线程任务对象交给Thread处理。
3、调用Thread的start方法启动线程，执行任务
4、线程执行完毕后、通过FutureTask的get方法去获取任务执行的结果。
FutureTask的API
| 方法名称 | 说明 |
| public FutureTask<>(Callable call) | 把Callable对象封装成FutureTask对象。 |
| public V get() throws Exception | 获取线程执行call方法返回的结果。 |
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
/**
* 目标：学会线程的创建方式三：实现Callable接口，结合FutureTask完成。
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//3、创建Callable任务对象
Callable<String> callable1 = new MyCallable(100);
//4、把Callable任务对象交给FutureTask对象
// FutureTask对象的作用1： 是Runnable的对象（实现了Runnable接口），可以交给Thread了
// FutureTask对象的作用2： 可以在线程执行完毕之后通过调用其get方法得到线程执行完成的结果
FutureTask<String> f1 = new FutureTask<>(callable1);
//5、交给线程处理
Thread t1 = new Thread(f1);
//6、启动线程
t1.start();
Callable<String> callable2 = new MyCallable(200);
FutureTask<String> f2 = new FutureTask<>(callable2);
Thread t2 = new Thread(f2);
t2.start();
try {
// 如果f1任务没有执行完毕，这里的代码会等待，直到线程1跑完才提取结果。
String rs1 = f1.get();
System.out.println("第一个结果" + rs1);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
try {
// 如果f2任务没有执行完毕，这里的代码会等待，直到线程2跑完才提取结果。
String rs2 = f2.get();
System.out.println("第二个结果" + rs2);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* 1、定义一个任务类，实现Callable接口 应该申明线程任务执行完毕后的结果的数据类型
*/
class MyCallable implements Callable<String> {
private int n;
public MyCallable(int n) {
this.n = n;
}
/**
* 2、重写方法
*/
@Override
public String call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = 0; i <= n; i++) {
sum += i;
}
return "子线程执行的结果是：" + sum;
}
}方式三优缺点：
优点：线程任务类只是实现接口，可以继续继承类和实现接口，扩展性强。
可以在线程执行完毕后去获取线程执行的结果。
缺点：编码复杂一点。
3种方式对比
| 方式 | 优点 | 缺点 |
| 继承Thread类 | 编程比较简单，可以直接使用Thread类中的方法 | 扩展性较差，不能再继承其他的类，不能返回线程执行的结果 |
| 实现Runnable接口 | 扩展性强，实现该接口的同时还可以继承其他的类。 | 编程相对复杂，不能返回线程执行的结果 |
| 实现Callable接口 | 扩展性强，实现该接口的同时还可以继承其他的类。可以得到线程执行的结果 | 编程相对复杂 |
Thread的常用方法
Thread常用API说明
Thread常用方法：获取线程名称getName()、设置名称setName()、
获取当前线程对象currentThread()。
至于Thread类提供的诸如：yield、join、interrupt、不推荐的方法 stop 、
守护线程、线程优先级等线程的控制方法，在开发中很少使用
1. 当有很多线程在执行的时候，我们怎么去区分这些线程呢？
此时需要使用Thread的常用方法：getName()、setName()、currentThread()等。
Thread获取和设置线程名称
| 方法名称 | 说明 |
| String getName() | 获取当前线程的名称，默认线程名称是Thread-索引 |
| void setName(String name) | 将此线程的名称更改为指定的名称，通过构造器也可以设置线程名称
|
Thread类获得当前线程的对象
| 方法名称 | 说明 |
| public static Thread currentThread()： | 返回对当前正在执行的线程对象的引用
|
注意：
1、此方法是Thread类的静态方法，可以直接使用Thread类调用。
2、这个方法是在哪个线程执行中调用的，就会得到哪个线程对象。
Thread的构造器
| 方法名称 | 说明 |
| public Thread(String name) | 可以为当前线程指定名称 |
| public Thread(Runnable target) | 封装Runnable对象成为线程对象 |
| public Thread(Runnable target ，String name ) | 封装Runnable对象成为线程对象，并指定线程名称 |
/**
* 目标：线程的API
*/
public class Test {
//main方法是由主线程负责调度的
public static void main(String[] args) {
//Thread t1 = new MyThread();
Thread t1 = new MyThread("1号");//调用有参构造器
//t1.setName("1号");
t1.start();//启动线程
System.out.println(t1.getName());
//Thread t2 = new MyThread();
Thread t2 = new MyThread("2号");
//t2.setName("2号");
t2.start();//启动线程
System.out.println(t2.getName());
//哪个线程执行它，它就得到哪个线程对象（当前线程对象）
//主线程的名称就叫main
Thread m = Thread.currentThread();
System.out.println(m.getName());
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("主线程输出" + i);
}
}
}
class MyThread extends Thread {
public MyThread() {
}
public MyThread(String name) {
// 为当前线程对象设置名称，送给父类的有参数构造器初始化名称
super(name);
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "输出" + i);
}
}
}Thread类的线程休眠方法
| 方法名称 | 说明 |
| public static void sleep(long time) | 让当前线程休眠指定的时间后再继续执行，单位为毫秒。 |
/**
* 目标：线程的API
*/
public class Test {
//main方法是由主线程负责调度的
public static void main(String[] args) throws Exception {
for (int i = 0; i <= 5; i++) {
System.out.println("输出：" + i);
if (i == 3) {
// 让当前线程进入休眠状态
// 段子：项目经理让我加上这行代码，如果用户愿意交钱，我就注释掉。
Thread.sleep(3000);//休眠3s
}
}
}
}
线程安全
线程安全问题是什么、发生的原因
线程安全问题
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，称为线程安全问题。
取钱模型演示
需求：小明和小红是一对夫妻，他们有一个共同的账户，余额是10万元。
如果小明和小红同时来取钱，而且2人都要取钱10万元，可能出现什么问题呢？
线程安全问题出现的原因？
存在多线程并发
同时访问共享资源
存在修改共享资源线程安全问题案例模拟
案例：取钱业务
需求：
小明和小红是一对夫妻，他们有一个共同的账户，余额是10万元，模拟2人同时去取钱10万。
分析：
①：需要提供一个账户类，创建一个账户对象代表2个人的共享账户。
②：需要定义一个线程类，线程类可以处理账户对象。
③：创建2个线程对象，传入同一个账户对象。
④：启动2个线程，去同一个账户对象中取钱10万。
/**
* 取钱的线程类
*/
public class DrawThread extends Thread {
//接收处理的账户对象
private Account acc;
public DrawThread(Account acc, String name) {
super(name);
this.acc = acc;
}
@Override
public void run() {
//小明 小红 取钱
acc.drawMoney(100000);
}
}public class Account {
private String cardId;//卡号
private double money;//账户金额
public Account() {
}
public Account(String cardId, double money) {
this.cardId = cardId;
this.money = money;
}
//小明 小红
public void drawMoney(double money) {
//1、先获取是谁来取钱，线程的名字就是人名
String name = Thread.currentThread().getName();
//1、判断账户是否够钱
if (this.money >= money) {
//3、取钱
System.out.println(name + "来取钱成功，取出：" + money);
//4、更新账户金额
this.money -= money;
System.out.println(name+"来取钱后剩余"+this.money);
}else {
//5、金额不足
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;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1、定义线程类，创建一个共享的账户对象
Account acc = new Account("ICBC-111", 100000);
//2、创建两个线程对象，代表小明和小红同时进来
new DrawThread(acc, "小明").start();
new DrawThread(acc, "小红").start();
}
}
线程安全问题发生的原因是什么？
多个线程同时访问同一个共享资源且存在修改该资源。线程同步
同步思想概述
线程同步
为了解决线程安全问题。
1、取钱案例出现问题的原因？
多个线程同时执行，发现账户都是够钱的。
2、如何才能保证线程安全呢？
让多个线程实现先后依次访问共享资源，这样就解决了安全问题
线程同步的核心思想
加锁，把共享资源进行上锁，每次只能一个线程进入访问完毕以后解锁，然后其他线程才能进来。
线程同步解决安全问题的思想是什么？
加锁：让多个线程实现先后依次访问共享资源，这样就解决了安全问题。方式一：同步代码块
同步代码块
作用：把出现线程安全问题的核心代码给上锁。
原理：每次只能一个线程进入，执行完毕后自动解锁，其他线程才可以进来执行。
synchronized(同步锁对象) {
操作共享资源的代码(核心代码)
}
锁对象要求
理论上：锁对象只要对于当前同时执行的线程来说是同一个对象即可。
/**
*同步代码块
* 锁住操作共享资源的代码(核心代码)
*/
synchronized ("suo") {
//1、判断账户是否够钱
if (this.money >= money) {
//3、取钱
System.out.println(name + "来取钱成功，取出：" + money);
//4、更新账户金额
this.money -= money;
System.out.println(name+"来取钱后剩余"+this.money);
}else {
//5、金额不足
System.out.println(name+"来取钱，余额不足！");
}
}锁对象用任意唯一的对象好不好呢?
不好，会影响其他无关线程的执行。
锁对象的规范要求
规范上：建议使用共享资源作为锁对象。
对于实例方法建议使用this作为锁对象。
对于静态方法建议使用字节码（类名.class）对象作为锁对象。1、同步代码块是如何实现线程安全的？
对出现问题的核心代码使用synchronized进行加锁
每次只能一个线程占锁进入访问
2. 同步代码块的同步锁对象有什么要求？
对于实例方法建议使用this作为锁对象。
对于静态方法建议使用字节码（类名.class）对象作为锁对象。
/**
* 对于静态方法建议使用字节码（类名.class）对象作为锁对象
*/
// public static void run(){
// synchronized (Account.class){
//
// }
// }
//小明 小红
public void drawMoney(double money) {
//1、先获取是谁来取钱，线程的名字就是人名
String name = Thread.currentThread().getName();
/**
*同步代码块
* 锁住操作共享资源的代码(核心代码)
* this == acc 共享账户
*/
synchronized (this) {
//1、判断账户是否够钱
if (this.money >= money) {
//3、取钱
System.out.println(name + "来取钱成功，取出：" + money);
//4、更新账户金额
this.money -= money;
System.out.println(name+"来取钱后剩余"+this.money);
}else {
//5、金额不足
System.out.println(name+"来取钱，余额不足！");
}
}
}方式二：同步方法
同步方法
作用：把出现线程安全问题的核心方法给上锁。
原理：每次只能一个线程进入，执行完毕以后自动解锁，其他线程才可以进来执行。
格式：
修饰符 synchronized 返回值类型 方法名称(形参列表) {
操作共享资源的代码
}
同步方法底层原理
同步方法其实底层也是有隐式锁对象的，只是锁的范围是整个方法代码。
如果方法是实例方法：同步方法默认用this作为的锁对象。但是代码要高度面向对象！
如果方法是静态方法：同步方法默认用类名.class作为的锁对象。
public synchronized void drawMoney(double money) {
//1、先获取是谁来取钱，线程的名字就是人名
String name = Thread.currentThread().getName();
//1、判断账户是否够钱
if (this.money >= money) {
//3、取钱
System.out.println(name + "来取钱成功，取出：" + money);
//4、更新账户金额
this.money -= money;
System.out.println(name+"来取钱后剩余"+this.money);
}else {
//5、金额不足
System.out.println(name+"来取钱，余额不足！");
}
}1、是同步代码块好还是同步方法好一点？
同步代码块锁的范围更小，同步方法锁的范围更大。
总结
1、同步方法是如何保证线程安全的？
对出现问题的核心方法使用synchronized修饰
每次只能一个线程占锁进入访问
2、同步方法的同步锁对象的原理？
对于实例方法默认使用this作为锁对象。
对于静态方法默认使用类名.class对象作为锁对象。方式三：Lock锁
Lock锁
为了更清晰的表达如何加锁和释放锁，JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock，更加灵活、方便。
Lock实现提供比使用synchronized方法和语句可以获得更广泛的锁定操作。
Lock是接口不能直接实例化，这里采用它的实现类ReentrantLock来构建Lock锁对象。| 方法名称 | 说明 |
| public ReentrantLock() | 获得Lock锁的实现类对象 |
Lock的API
| 方法名称 | 说明 |
| void lock() | 获得锁 |
| void unlock() | 释放锁 |
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class Account {
private String cardId;//卡号
private double money;//账户金额
//final修饰后：锁对象是唯一不可替换的，非常专业！
private final Lock lock = new ReentrantLock();
public Account() {
}
public Account(String cardId, double money) {
this.cardId = cardId;
this.money = money;
}
//小明 小红
public void drawMoney(double money) {
//1、先获取是谁来取钱，线程的名字就是人名
String name = Thread.currentThread().getName();
//2、判断账户是否够钱
lock.lock();//上锁
try {
if (this.money >= money) {
//3、取钱
System.out.println(name + "来取钱成功，取出：" + money);
//4、更新账户金额
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后剩余" + this.money);
//System.out.println(10/0);//解锁放进finally避免出现bug不能解锁
} else {
//5、金额不足
System.out.println(name + "来取钱，余额不足！");
}
} finally {
lock.unlock();//解锁
}
}
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;
}
}
线程通信【了解】
什么是线程通信、如何实现？
所谓线程通信就是线程间相互发送数据，线程间共享一个资源即可实现线程通信。
线程通信常见形式
通过共享一个数据的方式实现。
根据共享数据的情况决定自己该怎么做，以及通知其他线程怎么做。
线程通信实际应用场景
生产者与消费者模型：
生产者线程负责生产数据，消费者线程负责消费生产者产生的数据。
要求：生产者线程生产完数据后唤醒消费者，然后等待自己，
消费者消费完该数据后唤醒生产者，然后等待自己。
Object类的等待和唤醒方法：
| 方法名称 | 说明 |
| void wait() | 让当前线程等待并释放所占锁，直到另一个线程调用notify()方法或 notifyAll()方法 |
| void notify() | 唤醒正在等待的单个线程 |
| void notifyAll() | 唤醒正在等待的所有线程 |
注意
上述方法应该使用当前同步锁对象进行调用。
线程池【重点】
线程池概述
什么是线程池？
线程池就是一个可以复用线程的技术。
不使用线程池的问题
如果用户每发起一个请求，后台就创建一个新线程来处理，下次新任务来了又要创建新线程，
而创建新线程的开销是很大的，这样会严重影响系统的性能。线程池的工作原理
线程池实现的API、参数说明
谁代表线程池？
JDK 5.0起提供了代表线程池的接口：ExecutorService
如何得到线程池对象
方式一：使用ExecutorService的实现类ThreadPoolExecutor自创建一个线程池对象
方式二：使用Executors（线程池的工具类）调用方法返回不同特点的线程池对象
ThreadPoolExecutor构造器的参数说明
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)
线程池常见面试题
临时线程什么时候创建啊？
新任务提交时发现核心线程都在忙，任务队列也满了，并且还可以创建临时线程，此时才会创建临时线程。
什么时候会开始拒绝任务？
核心线程和临时线程都在忙，任务队列也满了，新的任务过来的时候才会开始任务拒绝。
线程池处理Runnable任务
ThreadPoolExecutor创建线程池对象示例
ExecutorService pools = new ThreadPoolExecutor(3, 5
, 8 , TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(6),
Executors.defaultThreadFactory() ,
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
ExecutorService的常用方法
| 方法名称 | 说明 |
| void execute(Runnable command) | 执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行 Runnable 任务 |
| Future<T> submit(Callable<T> task) | 执行任务，返回未来任务对象获取线程结果，一般拿来执行 Callable 任务 |
| void shutdown() | 等任务执行完毕后关闭线程池 |
| List<Runnable> shutdownNow() | 立刻关闭，停止正在执行的任务，并返回队列中未执行的任务 |
新任务拒绝策略
| 策略 | 详解 |
| ThreadPoolExecutor.AbortPolicy | 丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。是默认的策略 |
| ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy： | 丢弃任务，但是不抛出异常 这是不推荐的做法 |
| ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy | 抛弃队列中等待最久的任务 然后把当前任务加入队列中 |
| ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy | 由主线程负责调用任务的run()方法从而绕过线程池直接执行 |
public class MyRunnable implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "输出了：HelloWorld ==> " + i);
}
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "本任务与线程绑定了，线程进入休眠了~~~");
Thread.sleep(10000000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
import java.util.concurrent.*;
/**
目标：自定义一个线程池对象，并测试其特性。
*/
public class ThreadPoolDemo1 {
public static void main(String[] args) {
// 1、创建线程池对象
/**
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)
*/
ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(3, 5 ,
6, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(5) , Executors.defaultThreadFactory(),
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() );
// 2、给任务线程池处理。
Runnable target = new MyRunnable();
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
// 创建临时线程
pool.execute(target);
pool.execute(target);
// // 不创建，拒绝策略被触发！！！
// pool.execute(target);
// 关闭线程池（开发中一般不会使用）。
// pool.shutdownNow(); // 立即关闭，即使任务没有完成，会丢失任务的！
pool.shutdown(); // 会等待全部任务执行完毕之后再关闭（建议使用的）
}
}
线程池处理Callable任务
ExecutorService的常用方法
| 方法名称 | 说明 |
| void execute(Runnable command) | 执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行 Runnable 任务 |
| Future<T> submit(Callable<T> task) | 执行Callable任务，返回未来任务对象获取线程结果 |
| void shutdown() | 等任务执行完毕后关闭线程池 |
| List<Runnable> shutdownNow() | 立刻关闭，停止正在执行的任务，并返回队列中未执行的任务 |
import java.util.concurrent.Callable;
/**
1、定义一个任务类 实现Callable接口 应该申明线程任务执行完毕后的结果的数据类型
*/
public class MyCallable implements Callable<String>{
private int n;
public MyCallable(int n) {
this.n = n;
}
/**
2、重写call方法（任务方法）
*/
@Override
public String call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= n ; i++) {
sum += i;
}
return Thread.currentThread().getName()
+ "执行 1-" + n+ "的和，结果是：" + sum;
}
}import java.util.concurrent.*;
/**
目标：自定义一个线程池对象，并测试其特性。
*/
public class ThreadPoolDemo2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1、创建线程池对象
/**
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)
*/
ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(3, 5 ,
6, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(5) , Executors.defaultThreadFactory(),
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() );
// 2、给任务线程池处理。
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));
Future<String> f5 = pool.submit(new MyCallable(500));
// String rs = f1.get();
// System.out.println(rs);
System.out.println(f1.get());
System.out.println(f2.get());
System.out.println(f3.get());
System.out.println(f4.get());
System.out.println(f5.get());
}
}Executors工具类实现线程池
Executors得到线程池对象的常用方法
Executors：线程池的工具类通过调用方法返回不同类型的线程池对象。
| 方法名称 | 说明 |
| public static ExecutorService newCachedThreadPool() | 线程数量随着任务增加而增加，如果线程任务执行完毕且空闲了一段时间则会被回收掉。 |
| public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) | 创建固定线程数量的线程池，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程替代它。 |
| public static ExecutorService newSingleThreadExecutor () | 创建只有一个线程的线程池对象，如果该线程出现异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。 |
| public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) | 创建一个线程池，可以实现在给定的延迟后运行任务，或者定期执行任务。 |
import java.util.concurrent.*;
/**
目标：使用Executors的工具方法直接得到一个线程池对象。
*/
public class ThreadPoolDemo3 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1、创建固定线程数据的线程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(3);
pool.execute(new MyRunnable());
pool.execute(new MyRunnable());
pool.execute(new MyRunnable());
pool.execute(new MyRunnable()); // 已经没有多余线程了
}
}
注意：Executors的底层其实也是基于线程池的实现类ThreadPoolExecutor创建线程池对象的。
Executors使用可能存在的陷阱
大型并发系统环境中使用Executors如果不注意可能会出现系统风险。| 方法名称 | 存在问题 |
| public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) | 允许请求的任务队列长度是Integer.MAX_VALUE，可能出现OOM错误（ java.lang.OutOfMemoryError ） |
| public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() | |
| public static ExecutorService newCachedThreadPool() | 创建的线程数量最大上限是Integer.MAX_VALUE， 线程数可能会随着任务1:1增长，也可能出现OOM错误（ java.lang.OutOfMemoryError ） |
| public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) |
Executors使用可能存在的陷阱
大型并发系统环境中使用Executors如果不注意可能会出现系统风险。
补充知识：定时器
定时器
定时器是一种控制任务延时调用，或者周期调用的技术。
作用：闹钟、定时邮件发送。
定时器的实现方式
方式一：Timer
方式二： ScheduledExecutorService
| 构造器 | 说明 |
| public Timer() | 创建Timer定时器对象 |
| 方法 | 说明 |
| public void schedule(TimerTask task, long delay, long period) | 开启一个定时器，按照计划处理TimerTask任务 |
import java.util.Date;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
/**
* Timer定时器的使用和了解
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//1、创建Timer定时器
Timer timer = new Timer();//定时器本身就是一个单线程
//2、调用方法，处理定时任务
timer.schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行AA~~"+new Date());
// try {
// Thread.sleep(5000);
// } catch (InterruptedException e) {
// e.printStackTrace();
// }
//System.out.println(10/0);
}
},3000,2000);
timer.schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行BB~~"+new Date());
}
},3000,2000);
}
}
Timer定时器的特点和存在的问题
1、Timer是单线程，处理多个任务按照顺序执行，存在延时与设置定时器的时间有出入。
2、可能因为其中的某个任务的异常使Timer线程死掉，从而影响后续任务执行。
ScheduledExecutorService定时器
ScheduledExecutorService是 jdk1.5中引入了并发包，
目的是为了弥补Timer的缺陷, ScheduledExecutorService内部为线程池。
| Executors的方法 | 说明 |
| public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) | 得到线程池对象 |
| ScheduledExecutorService的方法 | 说明 |
| public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period,TimeUnit unit) | 周期调度方法 |
import java.util.Date;
import java.util.TimerTask;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* Timer定时器的使用和了解
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 1、创建ScheduledExecutorService线程池，做定时器
ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(3);
//2、开启定时任务
pool.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行输出AAA " + new Date());
try {
Thread.sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, 0, 2, TimeUnit.SECONDS);
pool.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行输出BBB " + new Date());
System.out.println(10 / 0);
}
}, 0, 2, TimeUnit.SECONDS);
pool.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行输出CCC " + new Date());
}
}, 0, 2, TimeUnit.SECONDS);
}
}ScheduledExecutorService的优点
1、基于线程池，某个任务的执行情况不会影响其他定时任务的执行。
补充知识：并发、并行
并发与并行
正在运行的程序（软件）就是一个独立的进程， 线程是属于进程的，多个线程其实是并发与并行同时进行的。
并发的理解：
CPU同时处理线程的数量有限。
CPU会轮询为系统的每个线程服务，由于CPU切换的速度很快，感觉这些线程在同时执行，这就是并发。
并行的理解：
在同一个时刻上，同时有多个线程在被CPU处理并执行。
简单说说并发和并行的含义
并发：CPU分时轮询的执行线程。
并行：同一个时刻同时在执行。补充知识：线程的生命周期
线程的状态
线程的状态：也就是线程从生到死的过程，以及中间经历的各种状态及状态转换。
理解线程的状态有利于提升并发编程的理解能力。
Java线程的状态
Java总共定义了6种状态
6种状态都定义在Thread类的内部枚举类中。
线程的6种状态总结
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