前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >Java并发编程

Java并发编程

作者头像
用户1212940
发布2018-04-10 16:31:26
1.1K0
发布2018-04-10 16:31:26
举报
文章被收录于专栏:Lambda

前奏

1、多线程一定比单线程快吗?

比如一个炉子烤烧饼,一次烤一个快还是轮询烤快? 一次烤多个在切换时就会浪费炉火,所有不一定多个快。 但多个炉火轮询这就会很快 对应到计算机: 烤炉=cpu 轮询=任务切换 cpu通过一定算法分配cpu时间片,线程通过获取cpu时间片来执行

2、迅雷多线程下载

迅雷多线程下载其实不是多线程性能高进而提高了下载速度,而是因为迅雷做了流量限制(比如限制每个连接峰值200k),此时使用多线程,就突破了服务器的峰值显示,就相当于开了多个连接同时下载,进而提供下载速度。

线程状态

图中是线程运行的基本状态:线程调用start()方法开始后,就进入到可运行状态,随着CPU的资源调度在运行和可运行之间切换;遇到阻塞则进入阻塞状态。

Java中创建线程的三种方法以及区别

Java使用Thread类代表线程,所有的线程对象都必须是Thread类或其子类的实例。Java可以用三种方式来创建线程,如下所示:

  1. 继承Thread类创建线程
  2. 实现Runnable接口创建线程
  3. 使用Callable和Future创建线程
  4. 线程池创建线程

下面让我们分别来看看这三种创建线程的方法。

————————继承Thread类创建线程———————

通过继承Thread类来创建并启动多线程的一般步骤如下

  1. 定义Thread类的子类,并重写该类的run()方法,该方法的方法体就是线程需要完成的任务,run()方法也称为线程执行体。
  2. 创建Thread子类的实例,也就是创建了线程对象
  3. 启动线程,即调用线程的start()方法

代码实例

代码语言:javascript
复制
public class MyThread extends Thread{//继承Thread类
  public void run(){
  //重写run方法
  }
}

public class Main {
  public static void main(String[] args){
    new MyThread().start();//创建并启动线程
  }
}

————————实现Runnable接口创建线程———————

通过实现Runnable接口创建并启动线程一般步骤如下:

  1. 定义Runnable接口的实现类,一样要重写run()方法,这个run()方法和Thread中的run()方法一样是线程的执行体
  2. 创建Runnable实现类的实例,并用这个实例作为Thread的target来创建Thread对象,这个Thread对象才是真正的线程对象
  3. 第三部依然是通过调用线程对象的start()方法来启动线程

代码实例:

代码语言:javascript
复制
public class MyThread2 implements Runnable {//实现Runnable接口
  public void run(){
  //重写run方法
  }
}

public class Main {
  public static void main(String[] args){
    //创建并启动线程
    MyThread2 myThread=new MyThread2();
    Thread thread=new Thread(myThread);
    thread().start();
    //或者    new Thread(new MyThread2()).start();
  }
}

————————使用Callable和Future创建线程———————

和Runnable接口不一样,Callable接口提供了一个call()方法作为线程执行体,call()方法比run()方法功能要强大。

  • call()方法可以有返回值
  • call()方法可以声明抛出异常

Java5提供了Future接口来代表Callable接口里call()方法的返回值,并且为Future接口提供了一个实现类FutureTask,这个实现类既实现了Future接口,还实现了Runnable接口,因此可以作为Thread类的target。在Future接口里定义了几个公共方法来控制它关联的Callable任务。

  • boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning):视图取消该Future里面关联的Callable任务
  • V get():返回Callable里call()方法的返回值,调用这个方法会导致程序阻塞,必须等到子线程结束后才会得到返回值
  • V get(long timeout,TimeUnit unit):返回Callable里call()方法的返回值,最多阻塞timeout时间,经过指定时间没有返回抛出TimeoutException
  • boolean isDone():若Callable任务完成,返回True
  • boolean isCancelled():如果在Callable任务正常完成前被取消,返回True

介绍了相关的概念之后,创建并启动有返回值的线程的步骤如下:

  1. 创建Callable接口的实现类,并实现call()方法,然后创建该实现类的实例(从java8开始可以直接使用Lambda表达式创建Callable对象)。
  2. 使用FutureTask类来包装Callable对象,该FutureTask对象封装了Callable对象的call()方法的返回值
  3. 使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动线程(因为FutureTask实现了Runnable接口)
  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

代码实例:

代码语言:javascript
复制
public class Main {

  public static void main(String[] args){
   MyThread3 th=new MyThread3();
   //使用Lambda表达式创建Callable对象
    //使用FutureTask类来包装Callable对象
   FutureTask<Integer> future=new FutureTask<Integer>(
    (Callable<Integer>)()->{
      return 5;
    }
    );

   new Thread(task,"有返回值的线程").start();//实质上还是以Callable对象来创建并启动线程
    try{
    System.out.println("子线程的返回值:"+future.get());//get()方法会阻塞,直到子线程执行结束才返回
    }catch(Exception e){
    ex.printStackTrace();
   }
  }
}

————————使用线程池创建线程——————— 每次启动一个线程都要创建一个新的浪费资源的,还有时候线程过多的时候回造成服务器崩溃,所以有了线程池的诞生,线程池是用来管理线程的,下面是常用的几种创建线程的方式:

代码语言:javascript
复制
//这是一个线程类
public class ThreadChi implements Runnable{
    public void run(){
        for(int i=0;i<10;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }
}

一:创建大小不固定的线程池
//这是一个主函数中的创建线程池的方式
//具有缓冲功能的线程池,系统根据需要创建线程
//线程会被缓冲到线程池中
//如果线程池大小超过了处理任务所需要的线程
/**
 * 线程池就会回收空闲的线程池,当处理任务增加时,
 * 线程池可以增加线程来处理任务
 * 线程池不会对线程的大小进行限制
 * 线程池的大小依赖于操作系统
 * /
ExecutorService es=Executors.newCachedThreadPool();
        for(int i=0;i<10;i++){
            ThreadChi tc=new ThreadChi();
            es.execute(tc);
        }
        es.shutdown();

 二:创建固定数量线程的线程池
/**创建具一个可重用的,有固定数量的线程池
 * 每次提交一个任务就提交一个线程,直到线程达到线城池大小,就不会创建新线程了
 * 线程池的大小达到最大后达到稳定不变,如果一个线程异常终止,则会创建新的线程
 */
        ExecutorService es=Executors.newFixedThreadPool(2);
        for(int i=0;i<10;i++){
            ThreadChi tc=new ThreadChi();
            es.execute(tc);
        }
        es.shutdown();

三:创建单线程的线程池

/**创建只有一个线程的线程池
 * 按照提交顺序执行
 * 跟上个数量为1的是一样
 */
        ExecutorService es=Executors.newSingleThreadExecutor();
        for(int i=0;i<10;i++){
            ThreadChi tc=new ThreadChi();
            es.execute(tc);
        }
        es.shutdown();

四:创建定时线程

/**
 * 创建一个线程池,大小可以设置,此线程支持定时以及周期性的执行任务 
 * 定时任务
 */
        ScheduledExecutorService es=Executors.newScheduledThreadPool(2);
        ThreadChi tc=new ThreadChi();
        //参数1:目标对象   参数2:隔多长时间开始执行线程,    参数3:执行周期       参数4:时间单位
        es.scheduleAtFixedRate(tc, 3, 1, TimeUnit.MILLISECONDS);

————————————–创建线程方法对比————————————–

实现Runnable和实现Callable接口的方式基本相同,不过是后者执行call()方法有返回值,后者线程执行体run()方法无返回值,因此可以把这两种方式归为一种这种方式与继承Thread类的方法之间的差别如下:

  1. 线程只是实现Runnable或实现Callable接口,还可以继承其他类。
  2. 这种方式下,多个线程可以共享一个target对象,非常适合多线程处理同一份资源的情形。
  3. 但是编程稍微复杂,如果需要访问当前线程,必须调用Thread.currentThread()方法。
  4. 继承Thread类的线程类不能再继承其他父类(Java单继承决定)。

注:一般推荐采用实现接口的方式来创建多线程

线程风险

  • 活跃性问题
  • 性能问题
  • 线程安全性问题
1. 活跃性问题
  • 死锁:哲学家吃饭
  • 饥饿:餐厅排队吃饭,一个窗口很多人排对象,好多人不自觉插队,导致抢不到饭的人饿死 对应到代码中:线程优先级
  • 活锁:两个人对面过河,有两座桥,相互礼让,走另外一个桥,但重复相遇导致谁也过不去
  • 饥饿与公平:高优先级的线程吞噬所有cpu时间片,导致其他线程被永远堵塞在一个等待队列同步块的状态 等待的线程永远不会被唤醒也会引发饥饿问题

如何避免饥饿问题出现?

2. 性能问题

多线程并不一定绝对提供程序效率,要看具体的场景。

  • 例子一: 单核单处理器,开一个线程跑循环输出10万条打印信息,开100个线程输出10万条打印信息.后者比前者慢,因为输出端是临界资源,线程抢占的时间大,单线程则无需抢占
  • 例子二: 网络服务器处理,每个请求开一个线程,请求的处理时间极短,迅速返回,一次提交10万个请求,则有10万次线程创建和销毁对应于一个工作线程处理这10万条请求后者比前者肯定快

注意:多线程并不会提供cpu的执行速度,只是提高了cpu的利用率

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自作者个人站点/博客。
原始发表:2018年04月03日,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 作者个人站点/博客 前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • 前奏
    • 1、多线程一定比单线程快吗?
      • 2、迅雷多线程下载
      • 线程状态
      • Java中创建线程的三种方法以及区别
      • 线程风险
        • 1. 活跃性问题
          • 2. 性能问题
          相关产品与服务
          云服务器
          云服务器(Cloud Virtual Machine,CVM)提供安全可靠的弹性计算服务。 您可以实时扩展或缩减计算资源,适应变化的业务需求,并只需按实际使用的资源计费。使用 CVM 可以极大降低您的软硬件采购成本,简化 IT 运维工作。
          领券
          问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档