创建线程的方式及实现
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。
package com.thread;
public class FirstThreadTest extends Thread{
int i = 0;
//重写run方法,run方法的方法体就是现场执行体
public void run()
{
for(;i<100;i++){
System.out.println(getName()+" "+i);
}
}
public static void main(String[] args)
{
for(int i = 0;i< 100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : "+i);
if(i==20)
{
new FirstThreadTest().start();
new FirstThreadTest().start();
}
}
}
}
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。
package com.wityx;
public class RunnableThreadTest implements Runnable
{
private int i;
public void run()
{
for(i = 0;i <100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
}
}
public static void main(String[] args)
{
for(int i = 0;i < 100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
if(i==20)
{
RunnableThreadTest rtt = new RunnableThreadTest();
new Thread(rtt,"新线程1").start();
new Thread(rtt,"新线程2").start();
}
}
}
}
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
package com.thread;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
public class CallableThreadTest implements Callable<Integer>
{
public static void main(String[] args)
{
CallableThreadTest ctt = new CallableThreadTest();
FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);
for(int i = 0;i < 100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);
if(i==20)
{
new Thread(ft,"有返回值的线程").start();
}
}
try
{
System.out.println("子线程的返回值:"+ft.get());
} catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public Integer call() throws Exception
{
int i = 0;
for(;i<100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
}
return i;
}
}
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。
sleep() 、join()、yield()有什么区别
1、sleep()方法
在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠(暂停执行),此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。 让其他线程有机会继续执行,但它并不释放对象锁。也就是如果有Synchronized同步块,其他线程仍然不能访问共享数据。注意该方法要捕获异常
比如有两个线程同时执行(没有Synchronized),一个线程优先级为MAX_PRIORITY,另一个为MIN_PRIORITY,如果没有Sleep()方法,只有高优先级的线程执行完成后,低优先级的线程才能执行;但当高优先级的线程sleep(5000)后,低优先级就有机会执行了。
总之,sleep()可以使低优先级的线程得到执行的机会,当然也可以让同优先级、高优先级的线程有执行的机会。
2、yield()方法
yield()方法和sleep()方法类似,也不会释放“锁标志”,区别在于,它没有参数,即yield()方法只是使当前线程重新回到可执行状态,所以执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行,另外yield()方法只能使同优先级或者高优先级的线程得到执行机会,这也和sleep()方法不同。
3、join()方法
Thread的非静态方法join()让一个线程B“加入”到另外一个线程A的尾部。在A执行完毕之前,B不能工作。
Thread t = new MyThread(); t.start(); t.join();
保证当前线程停止执行,直到该线程所加入的线程完成为止。然而,如果它加入的线程没有存活,则当前线程不需要停止。
线程池的几种方式
newFixedThreadPool(int nThreads)
创建一个固定长度的线程池,每当提交一个任务就创建一个线程,直到达到线程池的最大数量,这时线程规模将不再变化,当线程发生未预期的错误而结束时,线程池会补充一个新的线程
newCachedThreadPool()
创建一个可缓存的线程池,如果线程池的规模超过了处理需求,将自动回收空闲线程,而当需求增加时,则可以自动添加新线程,线程池的规模不存在任何限制
newSingleThreadExecutor()
这是一个单线程的Executor,它创建单个工作线程来执行任务,如果这个线程异常结束,会创建一个新的来替代它;它的特点是能确保依照任务在队列中的顺序来串行执行
newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
创建了一个固定长度的线程池,而且以延迟或定时的方式来执行任务,类似于Timer。
举个栗子
private static final Executor exec=Executors.newFixedThreadPool(50);
Runnable runnable=new Runnable(){
public void run(){
...
}
}
exec.execute(runnable);
Callable<Object> callable=new Callable<Object>() {
public Object call() throws Exception {
return null;
}
};
Future future=executorService.submit(callable);
future.get(); // 等待计算完成后,获取结果
future.isDone(); // 如果任务已完成,则返回 true
future.isCancelled(); // 如果在任务正常完成前将其取消,则返回 true
future.cancel(true); // 试图取消对此任务的执行,true中断运行的任务,false允许正在运行的任务运行完成
参考:
创建线程池的几种方式
线程的生命周期
新建(New)、就绪(Runnable)、运行(Running)、阻塞(Blocked)和死亡(Dead)5种状态
(1)生命周期的五种状态
新建(new Thread)
当创建Thread类的一个实例(对象)时,此线程进入新建状态(未被启动)。
例如:Thread t1=new Thread();
就绪(runnable)
线程已经被启动,正在等待被分配给CPU时间片,也就是说此时线程正在就绪队列中排队等候得到CPU资源。例如:t1.start();
运行(running)
线程获得CPU资源正在执行任务(run()方法),此时除非此线程自动放弃CPU资源或者有优先级更高的线程进入,线程将一直运行到结束。
死亡(dead)
当线程执行完毕或被其它线程杀死,线程就进入死亡状态,这时线程不可能再进入就绪状态等待执行。
自然终止:正常运行run()方法后终止
异常终止:调用stop()方法让一个线程终止运行
堵塞(blocked)
由于某种原因导致正在运行的线程让出CPU并暂停自己的执行,即进入堵塞状态。
正在睡眠:用sleep(long t) 方法可使线程进入睡眠方式。一个睡眠着的线程在指定的时间过去可进入就绪状态。
正在等待:调用wait()方法。(调用motify()方法回到就绪状态)
被另一个线程所阻塞:调用suspend()方法。(调用resume()方法恢复)
参考:
线程的生命周期
锁机制
说说线程安全问题
线程安全是指要控制多个线程对某个资源的有序访问或修改,而在这些线程之间没有产生冲突。
在Java里,线程安全一般体现在两个方面:
1、多个thread对同一个java实例的访问(read和modify)不会相互干扰,它主要体现在关键字synchronized。如ArrayList和Vector,HashMap和Hashtable(后者每个方法前都有synchronized关键字)。如果你在interator一个List对象时,其它线程remove一个element,问题就出现了。
2、每个线程都有自己的字段,而不会在多个线程之间共享。它主要体现在java.lang.ThreadLocal类,而没有Java关键字支持,如像static、transient那样。
乐观锁 悲观锁
是一种思想。可以用在很多方面。
比如数据库方面。
悲观锁就是for update(锁定查询的行)
乐观锁就是 version字段(比较跟上一次的版本号,如果一样则更新,如果失败则要重复读-比较-写的操作。)
JDK方面:
悲观锁就是sync
乐观锁就是原子类(内部使用CAS实现)
本质来说,就是悲观锁认为总会有人抢我的。
乐观锁就认为,基本没人抢。
CAS 乐观锁
乐观锁是一种思想,即认为读多写少,遇到并发写的可能性比较低,所以采取在写时先读出当前版本号,然后加锁操作(比较跟上一次的版本号,如果一样则更新),如果失败则要重复读-比较-写的操作。
CAS是一种更新的原子操作,比较当前值跟传入值是否一样,一样则更新,否则失败。
CAS顶多算是乐观锁写那一步操作的一种实现方式罢了,不用CAS自己加锁也是可以的。
ABA 问题
ABA:如果另一个线程修改V值假设原来是A,先修改成B,再修改回成A,当前线程的CAS操作无法分辨当前V值是否发生过变化。
参考:http://www.wityx.com/database/
Java CAS 和ABA问题
乐观锁的业务场景及实现方式
乐观锁(Optimistic Lock):
每次获取数据的时候,都不会担心数据被修改,所以每次获取数据的时候都不会进行加锁,但是在更新数据的时候需要判断该数据是否被别人修改过。如果数据被其他线程修改,则不进行数据更新,如果数据没有被其他线程修改,则进行数据更新。由于数据没有进行加锁,期间该数据可以被其他线程进行读写操作。
乐观锁:比较适合读取操作比较频繁的场景,如果出现大量的写入操作,数据发生冲突的可能性就会增大,为了保证数据的一致性,应用层需要不断的重新获取数据,这样会增加大量的查询操作,降低了系统的吞吐量。