Java多线程详解6【面试+工作】
Java多线程详解6【面试+工作】
Java线程：新特征-原子量
所谓的原子量即操作变量的操作是“原子的”，该操作不可再分，因此是线程安全的。
为何要使用原子变量呢，原因是多个线程对单个变量操作也会引起一些问题。在Java5之前，可以通过volatile、synchronized关键字来解决并发访问的安全问题，但这样太麻烦。
Java5之后，专门提供了用来进行单变量多线程并发安全访问的工具包java.util.concurrent.atomic，其中的类也很简单。
下面给出一个反面例子（切勿模仿）：
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
/**
* Java线程：新特征-原子量
*
* @author leizhimin 2009-11-6 9:53:11
*/
publicclass Test {
publicstaticvoid main(String[] args) {
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
Runnable t1 = new MyRunnable("张三", 2000);
Runnable t2 = new MyRunnable("李四", 3600);
Runnable t3 = new MyRunnable("王五", 2700);
Runnable t4 = new MyRunnable("老张", 600);
Runnable t5 = new MyRunnable("老牛", 1300);
Runnable t6 = new MyRunnable("胖子", 800);
//执行各个线程
pool.execute(t1);
pool.execute(t2);
pool.execute(t3);
pool.execute(t4);
pool.execute(t5);
pool.execute(t6);
//关闭线程池
pool.shutdown();
}
}
class MyRunnableimplements Runnable {
privatestatic AtomicLong aLong =new AtomicLong(10000); //原子量，每个线程都可以自由操作
private String name; //操作人
privateint x; //操作数额
MyRunnable(String name, int x) {
this.name = name;
this.x = x;
}
publicvoid run() {
System.out.println(name + "执行了" + x +"，当前余额：" + aLong.addAndGet(x));
}
}运行结果：
李四执行了3600，当前余额：13600 王五执行了2700，当前余额：16300 老张执行了600，当前余额：16900 老牛执行了1300，当前余额：18200 胖子执行了800，当前余额：19000 张三执行了2000，当前余额：21000 Process finished with exit code 0
张三执行了2000，当前余额：12000 王五执行了2700，当前余额：18300 老张执行了600，当前余额：18900 老牛执行了1300，当前余额：20200 胖子执行了800，当前余额：21000 李四执行了3600，当前余额：15600 Process finished with exit code 0
张三执行了2000，当前余额：12000 李四执行了3600，当前余额：15600 老张执行了600，当前余额：18900 老牛执行了1300，当前余额：20200 胖子执行了800，当前余额：21000 王五执行了2700，当前余额：18300 Process finished with exit code 0
从运行结果可以看出，虽然使用了原子量，但是程序并发访问还是有问题，那究竟问题出在哪里了？
这里要注意的一点是，原子量虽然可以保证单个变量在某一个操作过程的安全，但无法保证你整个代码块，或者整个程序的安全性。因此，通常还应该使用锁等同步机制来控制整个程序的安全性。
下面是对这个错误修正：
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
/**
* Java线程：新特征-原子量
*
* @author leizhimin 2009-11-6 9:53:11
*/
publicclass Test {
publicstaticvoid main(String[] args) {
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
Lock lock = new ReentrantLock(false);
Runnable t1 = new MyRunnable("张三", 2000,lock);
Runnable t2 = new MyRunnable("李四", 3600,lock);
Runnable t3 = new MyRunnable("王五", 2700,lock);
Runnable t4 = new MyRunnable("老张", 600,lock);
Runnable t5 = new MyRunnable("老牛", 1300,lock);
Runnable t6 = new MyRunnable("胖子", 800,lock);
//执行各个线程
pool.execute(t1);
pool.execute(t2);
pool.execute(t3);
pool.execute(t4);
pool.execute(t5);
pool.execute(t6);
//关闭线程池
pool.shutdown();
}
}
class MyRunnableimplements Runnable {
privatestatic AtomicLong aLong =new AtomicLong(10000); //原子量，每个线程都可以自由操作
private String name; //操作人
privateint x; //操作数额
private Lock lock;
MyRunnable(String name, int x,Lock lock) {
this.name = name;
this.x = x;
this.lock = lock;
}
publicvoid run() {
lock.lock();
System.out.println(name + "执行了" + x +"，当前余额：" + aLong.addAndGet(x));
lock.unlock();
}
}执行结果：
张三执行了2000，当前余额：12000 王五执行了2700，当前余额：14700 老张执行了600，当前余额：15300 老牛执行了1300，当前余额：16600 胖子执行了800，当前余额：17400 李四执行了3600，当前余额：21000 Process finished with exit code 0
这里使用了一个对象锁，来控制对并发代码的访问。不管运行多少次，执行次序如何，最终余额均为21000，这个结果是正确的。
有关原子量的用法很简单，关键是对原子量的认识，原子仅仅是保证变量操作的原子性，但整个程序还需要考虑线程安全的。
Java线程：新特征-障碍器
Java5中，添加了障碍器类，为了适应一种新的设计需求，比如一个大型的任务，常常需要分配好多子任务去执行，只有当所有子任务都执行完成时候，才能执行主任务，这时候，就可以选择障碍器了。
障碍器是多线程并发控制的一种手段，用法很简单。下面给个例子：
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
/**
* Java线程：新特征-障碍器
*
* @author leizhimin 2009-11-6 10:50:10
*/
publicclass Test {
publicstaticvoid main(String[] args) {
//创建障碍器，并设置MainTask为所有定数量的线程都达到障碍点时候所要执行的任务(Runnable)
CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(7,new MainTask());
new SubTask("A", cb).start();
new SubTask("B", cb).start();
new SubTask("C", cb).start();
new SubTask("D", cb).start();
new SubTask("E", cb).start();
new SubTask("F", cb).start();
new SubTask("G", cb).start();
}
}
/**
* 主任务
*/
class MainTask implements Runnable {
publicvoid run() {
System.out.println(">>>>主任务执行了！<<<<");
}
}
/**
* 子任务
*/
class SubTask extends Thread {
private String name;
private CyclicBarrier cb;
SubTask(String name, CyclicBarrier cb) {
this.name = name;
this.cb = cb;
}
publicvoid run() {
System.out.println("[子任务" + name +"]开始执行了！");
for (int i = 0; i < 999999; i++) ; //模拟耗时的任务
System.out.println("[子任务" + name +"]开始执行完成了，并通知障碍器已经完成！");
try {
//通知障碍器已经完成
cb.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}运行结果：
[子任务E]开始执行了！ [子任务E]开始执行完成了，并通知障碍器已经完成！ [子任务F]开始执行了！ [子任务G]开始执行了！ [子任务F]开始执行完成了，并通知障碍器已经完成！ [子任务G]开始执行完成了，并通知障碍器已经完成！ [子任务C]开始执行了！ [子任务B]开始执行了！ [子任务C]开始执行完成了，并通知障碍器已经完成！ [子任务D]开始执行了！ [子任务A]开始执行了！ [子任务D]开始执行完成了，并通知障碍器已经完成！ [子任务B]开始执行完成了，并通知障碍器已经完成！ [子任务A]开始执行完成了，并通知障碍器已经完成！ >>>>主任务执行了！<<<< Process finished with exit code 0
从执行结果可以看出，所有子任务完成的时候，主任务执行了，达到了控制的目标。
面试题：
Java中创建线程主要有三种方式：
一、继承Thread类创建线程类
（1）定义Thread类的子类，并重写该类的run方法，该run方法的方法体就代表了线程要完成的任务。因此把run()方法称为执行体。
（2）创建Thread子类的实例，即创建了线程对象。
（3）调用线程对象的start()方法来启动该线程。
上述代码中Thread.currentThread()方法返回当前正在执行的线程对象。GetName()方法返回调用该方法的线程的名字。
二、通过Runnable接口创建线程类
（1）定义runnable接口的实现类，并重写该接口的run()方法，该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
（2）创建 Runnable实现类的实例，并依此实例作为Thread的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象。
（3）调用线程对象的start()方法来启动该线程。
示例代码为：
三、通过Callable和Future创建线程
（1）创建Callable接口的实现类，并实现call()方法，该call()方法将作为线程执行体，并且有返回值。
（2）创建Callable实现类的实例，使用FutureTask类来包装Callable对象，该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。
（3）使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。
（4）调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值
实例代码：
二、创建线程的三种方式的对比
采用实现Runnable、Callable接口的方式创见多线程时，优势是：
线程类只是实现了Runnable接口或Callable接口，还可以继承其他类。
在这种方式下，多个线程可以共享同一个target对象，所以非常适合多个相同线程来处理同一份资源的情况，从而可以将CPU、代码和数据分开，形成清晰的模型，较好地体现了面向对象的思想。
劣势是：
编程稍微复杂，如果要访问当前线程，则必须使用Thread.currentThread()方法。
使用继承Thread类的方式创建多线程时优势是：
编写简单，如果需要访问当前线程，则无需使用Thread.currentThread()方法，直接使用this即可获得当前线程。
劣势是：
线程类已经继承了Thread类，所以不能再继承其他父类。