1、面试题:获得多线程的方法几种?
传统的是继承thread类和实现runnable接口,
java5以后又有实现callable接口和java的线程池获得
2、Callable接口:面试题:callable接口与runnable接口的区别?
答:(1)是否有返回值
(2)是否抛异常
(3)落地方法不一样,一个是run,一个是call
3、接口可以new(相当于匿名内部类),但是不可以实例化
4、FutureTask:
在主线程中需要执行比较耗时的操作时,但又不想阻塞主线程时,可以把这些作业交给Future对象在后台完成,
当主线程将来需要时,就可以通过Future对象获得后台作业的计算结果或者执行状态。
一般FutureTask多用于耗时的计算,主线程可以在完成自己的任务后,再去获取结果。
仅在计算完成时才能检索结果;如果计算尚未完成,则阻塞 get 方法。一旦计算完成,
就不能再重新开始或取消计算。get方法而获取结果只有在计算完成时获取,否则会一直阻塞直到任务转入完成状态,
然后会返回结果或者抛出异常。
只计算一次
get方法放到最后
class MyThread implements Callable<Integer>{
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("come");
TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
return 1024;
}
}
public class CallableDemo {
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
FutureTask futureTask = new FutureTask(new MyThread());
new Thread(futureTask,"A").start();
new Thread(futureTask,"B").start();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"***计算完成");
System.out.println(futureTask.get());
}
}
5、JUC强大的辅助类:
1)CountDownLatch:
CountDownLatch主要有两个方法,当一个或多个线程调用await方法时,这些线程会阻塞。
其它线程调用countDown方法会将计数器减1(调用countDown方法的线程不会阻塞),
当计数器的值变为0时,因await方法阻塞的线程会被唤醒,继续执行。
public class CountDownLatchDemo
{
public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);
for (int i = 1; i <=6; i++) //6个上自习的同学,各自离开教室的时间不一致
{
new Thread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 号同学离开教室");
countDownLatch.countDown();
}, String.valueOf(i)).start();
}
countDownLatch.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t****** 班长关门走人,main线程是班长");
}
}
2)CyclicBarrier:
CyclicBarrier 的字面意思是可循环(Cyclic)使用的屏障(Barrier)。它要做的事情是,
让一组线程到达一个屏障(也可以叫同步点)时被阻塞, 直到最后一个线程到达屏障时,屏障才会开门,所有
被屏障拦截的线程才会继续干活。线程进入屏障通过CyclicBarrier的await()方法。(类似于集齐七颗龙珠才能召唤神龙)
public class CyclicBarrierDemo
{
private static final int NUMBER = 7;
public static void main(String[] args)
{
//CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(NUMBER, ()->{System.out.println("*****集齐7颗龙珠就可以召唤神龙");}) ;
for (int i = 1; i <= 7; i++) {
new Thread(() -> {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 星龙珠被收集 ");
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}, String.valueOf(i)).start();
}
}
}
3)Semaphore:
在信号量上我们定义两种操作:
acquire(获取) 当一个线程调用acquire操作时,它要么通过成功获取信号量(信号量减1),
要么一直等下去,直到有线程释放信号量,或超时。
release(释放)实际上会将信号量的值加1,然后唤醒等待的线程。
信号量主要用于两个目的,一个是用于多个共享资源的互斥使用,另一个用于并发线程数的控制。
public class SemaphoreDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Semaphore semaphore = new Semaphore(3);//模拟3个停车位
for (int i = 1; i <=6; i++) //模拟6部汽车
{
new Thread(() -> {
try
{
semaphore.acquire();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 抢到了车位");
TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(5));
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t------- 离开");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
semaphore.release();
}
}, String.valueOf(i)).start();
}
}
}
6、ReentrantReadWriteLock读写锁:
读-读能共存 读-写,写-写不能共存(写加锁,读不加锁)
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
class MyCache {
private volatile Map<String, Object> map = new HashMap<>();
private ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();
public void put(String key, Object value) {
rwLock.writeLock().lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 正在写" + key);
//暂停一会儿线程
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
map.put(key, value);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 写完了" + key);
System.out.println();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
rwLock.writeLock().unlock();
}
}
public Object get(String key) {
rwLock.readLock().lock();
Object result = null;
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 正在读" + key);
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
result = map.get(key);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 读完了" + result);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
rwLock.readLock().unlock();
}
return result;
}
}
public class ReadWriteLockDemo {
public static void main(String[] args) {
MyCache myCache = new MyCache();
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
final int num = i;
new Thread(() -> {
myCache.put(num + "", num + "");
}, String.valueOf(i)).start();
}
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
final int num = i;
new Thread(() -> {
myCache.get(num + "");
}, String.valueOf(i)).start();
}
}
}
7、BlockingQueue阻塞队列:
当队列是空的,从队列中获取元素的操作将会被阻塞
当队列是满的,从队列中添加元素的操作将会被阻塞
在多线程领域:所谓阻塞,在某些情况下会挂起线程(即阻塞),一旦条件满足,被挂起的线程又会自动被唤起
为什么需要BlockingQueue
好处是我们不需要关心什么时候需要阻塞线程,什么时候需要唤醒线程,因为这一切BlockingQueue都给你一手包办了
在concurrent包发布以前,在多线程环境下,我们每个程序员都必须去自己控制这些细节,尤其还要兼顾效率和线程安全,而这会给我们的程序带来不小的复杂度。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 阻塞队列
*/
public class BlockingQueueDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// List list = new ArrayList();
BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
//第一组
// System.out.println(blockingQueue.add("a"));
// System.out.println(blockingQueue.add("b"));
// System.out.println(blockingQueue.add("c"));
// System.out.println(blockingQueue.element());
//System.out.println(blockingQueue.add("x"));
// System.out.println(blockingQueue.remove());
// System.out.println(blockingQueue.remove());
// System.out.println(blockingQueue.remove());
// System.out.println(blockingQueue.remove());
// 第二组
// System.out.println(blockingQueue.offer("a"));
// System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
// System.out.println(blockingQueue.offer("c"));
// System.out.println(blockingQueue.offer("x"));
// System.out.println(blockingQueue.poll());
// System.out.println(blockingQueue.poll());
// System.out.println(blockingQueue.poll());
// System.out.println(blockingQueue.poll());
// 第三组
// blockingQueue.put("a");
// blockingQueue.put("b");
// blockingQueue.put("c");
// //blockingQueue.put("x");
// System.out.println(blockingQueue.take());
// System.out.println(blockingQueue.take());
// System.out.println(blockingQueue.take());
// System.out.println(blockingQueue.take());
// 第四组
System.out.println(blockingQueue.offer("a"));
System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
System.out.println(blockingQueue.offer("c"));
System.out.println(blockingQueue.offer("a",3L, TimeUnit.SECONDS));
}
}
8、线程池:
线程池的优势:
线程池做的工作只要是控制运行的线程数量,处理过程中将任务放入队列,然后在线程创建后启动这些任务,如果线程数量超过了最大数量,超出数量的线程排队等候,等其他线程执行完毕,再从队列中取出任务来执行。
它的主要特点为:线程复用;控制最大并发数;管理线程。
第一:降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的销耗。
第二:提高响应速度。当任务到达时,任务可以不需要等待线程创建就能立即执行。
第三:提高线程的可管理性。线程是稀缺资源,如果无限制的创建,不仅会销耗系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线程池可以进行统一的分配,调优和监控。
1)线程池如何使用:
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* 线程池
* Arrays
* Collections
* Executors
*/
public class MyThreadPoolDemo {
public static void main(String[] args) {
//List list = new ArrayList();
//List list = Arrays.asList("a","b");
//固定数的线程池,一池五线程
// ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5); //一个银行网点,5个受理业务的窗口
// ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor(); //一个银行网点,1个受理业务的窗口
ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool(); //一个银行网点,可扩展受理业务的窗口
//10个顾客请求
try {
for (int i = 1; i <=10; i++) {
threadPool.execute(()->{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 办理业务");
});
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
threadPool.shutdown();
}
}
}
2)七大参数:1、corePoolSize:线程池中的常驻核心线程数
2、maximumPoolSize:线程池中能够容纳同时执行的最大线程数,此值必须大于等于1
3、keepAliveTime:多余的空闲线程的存活时间当前池中线程数量超过corePoolSize时,当空闲时间达到keepAliveTime时,多余线程会被销毁直到只剩下corePoolSize个线程为止
4、unit:keepAliveTime的单位
5、workQueue:任务队列,被提交但尚未被执行的任务
6、threadFactory:表示生成线程池中工作线程的线程工厂,用于创建线程,一般默认的即可
7、handler:拒绝策略,表示当队列满了,并且工作线程大于等于线程池的最大线程数(maximumPoolSize)时如何来拒绝请求执行的runnable的策略
3)线程池底层工作原理(重点):
1、在创建了线程池后,开始等待请求。
2、当调用execute()方法添加一个请求任务时,线程池会做出如下判断:
2.1如果正在运行的线程数量小于corePoolSize,那么马上创建线程运行这个任务;
2.2如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize,那么将这个任务放入队列;
2.3如果这个时候队列满了且正在运行的线程数量还小于maximumPoolSize,那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务;
2.4如果队列满了且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize,那么线程池会启动饱和拒绝策略来执行。
3、当一个线程完成任务时,它会从队列中取下一个任务来执行。
4、当一个线程无事可做超过一定的时间(keepAliveTime)时,线程会判断:
如果当前运行的线程数大于corePoolSize,那么这个线程就被停掉。
所以线程池的所有任务完成后,它最终会收缩到corePoolSize的大小。
4)在工作中如何使用线程池:
1)线程池的拒绝策略:等待队列已经排满了,再也塞不下新任务了同时,线程池中的max线程也达到了,无法继续为新任务服务。这个是时候我们就需要拒绝策略机制合理的处理这个问题。
AbortPolicy(默认):直接抛出RejectedExecutionException异常阻止系统正常运行
CallerRunsPolicy:“调用者运行”一种调节机制,该策略既不会抛弃任务,也不
会抛出异常,而是将某些任务回退到调用者,从而降低新任务的流量。
DiscardOldestPolicy:抛弃队列中等待最久的任务,然后把当前任务加人队列中
尝试再次提交当前任务。
DiscardPolicy:该策略默默地丢弃无法处理的任务,不予任何处理也不抛出异常。
如果允许任务丢失,这是最好的一种策略。
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;
/**
* 线程池
* Arrays
* Collections
* Executors
*/
public class MyThreadPoolDemo {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
2,
5,
2L,
TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3),
Executors.defaultThreadFactory(),
//new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
//new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
//new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
);
//10个顾客请求
try {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
threadPool.execute(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 办理业务");
});
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
threadPool.shutdown();
}
}
private static void threadPool() {
//List list = new ArrayList();
//List list = Arrays.asList("a","b");
//固定数的线程池,一池五线程
// ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5); //一个银行网点,5个受理业务的窗口
// ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor(); //一个银行网点,1个受理业务的窗口
ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool(); //一个银行网点,可扩展受理业务的窗口
//10个顾客请求
try {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
threadPool.execute(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 办理业务");
});
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
threadPool.shutdown();
}
}
}