彻底搞懂Java多线程(三) 彻底搞懂Java多线程(三)

Java线程池

线程池的优点
线程池的6种创建方式
创建单个线程池的作用是什么？
线程池的第七种创建方式
ThreadPoolExecutor的执行方式
ThreadPoolExecutor的执行流程
线程池的终止
线程池的状态
异步、同步

1.Java 线程同步与异步

线程工厂

总结

Java线程池线程的缺点：
1.线程的创建它会开辟本地方法栈、JVM栈、程序计数器私有的内存，同时消耗的时候需要销毁以上三个区域，因此频繁的创建和销毁线程比较消耗系统的资源。
2.在任务量远远大于线程可以处理的任务量的时候，不能很好的拒绝任务。
所以就有了线程池：
使用池化的而技术来管理和使用线程。

线程池的优点
1.可以避免频繁的创建和销毁线程
2.可以更好的管理线程的个数和资源的个数。
3.线程池拥有更多的功能，比如线程池可以进行定时任务的执行。
4.线程池可以更友好的拒绝不能处理的任务。

线程池的6种创建方式
一共有7种创建方式
创建方式一：
创建固定个数的线程池：

package ThreadPoolDemo; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; /** * user：ypc； * date：2021-06-13; * time: 10:24; */public class ThreadPoolDemo1 {public static void main(String[] args) {//创建一个固定个数的线程池ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10); //执行任务for (int i = 0; i < 10; i++) {executorService.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程名" + Thread.currentThread().getName()); }}); }}}

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那么如果执行次数大于10次呢？
线程池不会创建新的线程，它会复用之前的线程。

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那么如果只执行两个任务呢？它创建了是10个线程还是两个线程呢？
我们可以使用Jconsole来看一看：

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结果是只有2个线程被创建。
创建方式二：
创建带有缓存的线程池：
适用于短期有大量的任务的时候使用

public class ThreadPoolDemo2 {public static void main(String[] args) {//创建带缓存的线程池ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 100; i++) {executorService.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()); }}); }}}

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方式三：
创建执行定时任务的线程池

package ThreadPoolDemo; import java.util.Date; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; /** * user：ypc； * date：2021-06-13; * time: 11:32; */public class ThreadPoolDemo3 {public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(2); System.out.println("执行定时任务前的时间：" + new Date()); scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("执行任务的时间：" + new Date()); }},1,2, TimeUnit.SECONDS); }}

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执行任务的四个参数的意义：
参数1：延迟执行的任务
参数2：延迟一段时间后执行
参数3：定时任务执行的频率
参数4：配合前两个参数使用，是2、3参数的时间单位
还有两种执行的方法：
只会执行一次的方法：

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第三种的执行方式：

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那么这种的执行方式和第一种的执行方式有什么区别呢？
当在两种执行的方式中分别加上sleep()之后：

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方式一：

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方式三：

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结论很明显了：
第一种方式是以上一个任务的开始时间+定时的时间作为当前任务的开始时间
第三种方式是以上一个任务的结束时间来作为当前任务的开始时间。
创建方式四：

package ThreadPoolDemo; import java.util.Date; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; /** * user：ypc； * date：2021-06-13; * time: 12:38; */public class ThreadPoolDemo4 {public static void main(String[] args) {//创建单个执行任务的线程池ScheduledExecutorService scheduledExecutorService= Executors.newSingleThreadScheduledExecutor(); System.out.println("执行任务之前" + new Date()); scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("我是SingleThreadSchedule"+ new Date()); }},3,1, TimeUnit.SECONDS); }}

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创建方式五：
创建单个线程的线程池

package ThreadPoolDemo; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; /** * user：ypc； * date：2021-06-13; * time: 12:55; */public class ThreadPoolDemo5 {public static void main(String[] args) {//创建单个线程的线程池ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(); for (int i = 0; i < 20; i++) {executorService.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程名 " +Thread.currentThread().getName()); }}); }}}

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创建单个线程池的作用是什么？
1.可以避免频繁创建和销毁线程所带来的性能的开销
2.它有任务队列，可以存储多余的任务
3.可以更好的管理任务
4.当有大量的任务不能处理的时候，可以友好的执行拒绝策略
创建方式六：
创建异步线程池根据当前CPU来创建对应个数的线程池

package ThreadPoolDemo; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; /** * user：ypc； * date：2021-06-13; * time: 13:12; */public class ThreadPoolDemo6 {public static void main(String[] args) {ExecutorService executorService = Executors.newWorkStealingPool(); for (int i = 0; i < 10; i++) { executorService.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程名" + Thread.currentThread().getName()); }}); }}}

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运行结果为什么什么都没有呢？
看下面的异步与同步的区别就知道了。
加上这个

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就可以输出结果了

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线程池的第七种创建方式
前六种的创建方式有什么问题呢？
1.线程的数量不可控（比如带缓存的线程池）
2.工作任务量不可控（默认的任务队列的大小时Integer.MAX_VALUE),任务比较大肯会导致内存的溢出。
所以就可以使用下面的创建线程池的方式了：

package ThreadPoolDemo; import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque; import java.util.concurrent.ThreadFactory; import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; import java.util.concurrent.TimeUnit; /** * user：ypc； * date：2021-06-13; * time: 15:05; */public class ThreadPoolDemo7 {private static int threadId = 0; public static void main(String[] args) {ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactory() {@Overridepublic Thread newThread(Runnable r) {Thread thread = new Thread(r); thread.setName("我是threadPool-" + ++threadId); return thread; }}; ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(3, 3, 100,TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(12),threadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); for (int i = 0; i < 15; i++) {threadPoolExecutor.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()); }}); }}}

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参数说明：

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参数一：核心线程数|线程池正常情况下的线程数量
参数二：最大线程数|当有大量的任务的时候可以创建的最多的线程数
参数三：最大线程的存活时间
参数四：配合参数三一起使用的表示参数三的时间单位
参数五：任务队列
参数六：线程工厂
参数七：决绝策略

注意事项：最大的线程数要大于等于核心的线程数

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五种拒绝策略

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为什么拒绝策略可以舍弃最新的任务或者最旧的任务呢？
因为LinkedBlockingDeque时FIFO的。
第五种：自定义的拒绝策略

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ThreadPoolExecutor的执行方式

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package ThreadPoolDemo; import java.util.concurrent.*; /** * user：ypc； * date：2021-06-13; * time: 16:58; */public class ThreadPoolDemo9 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(3, 4, 100,TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(10), new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()); //线程池的执行方式一threadPoolExecutor.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("使用了execute（）执行了线程池"); }}); //线程池的执行方式二Future futureTask =threadPoolExecutor.submit(new Callable() {@Overridepublic String call() throws Exception {return "使用submit(new Callable<>())执行了线程池"; }}); System.out.println(futureTask.get()); }}

无返回值的执行方式

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有返回值的执行方式

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ThreadPoolExecutor的执行流程
当任务量小于核心线程数的时候，ThreadPoolExecutor会创建线程来执行任务
当任务量大于核心的线程数的时候，并且没有空闲的线程时候，且当线程池的线程数小于最大线程数的时候，此时会将任务存
放到任务队列中
如果任务队列也被存满了，且最大线程数大于线程池的线程数的时候，会创建新的线程来执行任务。
如果线程池的线程数等于最大的线程数，并且任务队列也已经满了，就会执行拒绝策略。

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线程池的终止
shutdown()
线程池的任务会执行完
shutdownNow()
立即终止线程池，线程池的任务不会执行完

线程池的状态

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异步、同步

1.Java 线程同步与异步多线程并发时，多个线程同时请求同一个资源，必然导致此资源的数据不安全，A线程修改了B线程的处理的数据，而B线程又修改了A线程处理的数理。显然这是由于全局资源造成的，有时为了解决此问题，优先考虑使用局部变量，退而求其次使用同步代码块，出于这样的安全考虑就必须牺牲系统处理性能，加在多线程并发时资源挣夺最激烈的地方，这就实现了线程的同步机制
同步
A线程要请求某个资源，但是此资源正在被B线程使用中，因为同步机制存在，A线程请求不到，怎么办，A线程只能等待下去
异步
A线程要请求某个资源，但是此资源正在被B线程使用中，因为没有同步机制存在，A线程仍然请求的到，A线程无需等待同步的方式：
1.发送请求
2.等待执行完成
3.有结果的返回
异步的方式
1.发请求
2.执行完成
3.另一个线程异步处理
4.处理完成之后返回回调结果
显然，同步最最安全，最保险的。而异步不安全，容易导致死锁，这样一个线程死掉就会导致整个进程崩溃，使用异步的机制，性能会有所提升

线程工厂
设想这样一种场景，我们需要一个线程池，并且对于线程池中的线程对象，赋予统一的线程优先级、统一的名称、甚至进行统一的业务处理或和业务方面的初始化工作，这时工厂方法就是最好用的方法了

package ThreadPoolDemo; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ThreadFactory; /** * user：ypc； * date：2021-06-13; * time: 11:12; */public class ThreadFactoryDemo {public static void main(String[] args) {MyThreadFactory myThreadFactory = new MyThreadFactory(); ExecutorService executorService =Executors.newFixedThreadPool(10,myThreadFactory); for (int i = 0; i < 10; i++) {executorService.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("使用线程工厂设置的线程名："+ Thread.currentThread().getName() +" 使用线程工厂设置的线程的优先级" + Thread.currentThread().getPriority()); }}); }}private static int count = 0; static class MyThreadFactory implements ThreadFactory{@Overridepublic Thread newThread(Runnable r) {Thread thread = new Thread(r); thread.setPriority(8); thread.setName("thread--" + count++); return thread; }}}