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原標(biāo)題:300行代碼帶你秒懂Java多線程!
線程
線程的概念,百度是這樣解釋的:
線程(英語(yǔ):Thread)是操作系統(tǒng)能夠進(jìn)行運(yùn)算調(diào)度的最小單位。它被包含在進(jìn)程之中,是進(jìn)程中的實(shí)際運(yùn)作單位。一條線程指的是進(jìn)程中一個(gè)單一順序的控制流,一個(gè)進(jìn)程中可以并發(fā)多個(gè)線程,每條線程并行執(zhí)行不同的任務(wù)。在UnixSystemV及SunOS中也被稱(chēng)為輕量進(jìn)程(LightweightProcesses),但輕量進(jìn)程更多指內(nèi)核線程(KernelThread),而把用戶(hù)線程(UserThread)稱(chēng)為線程。
1.1線程與進(jìn)程的區(qū)別
進(jìn)程:指在系統(tǒng)中正在運(yùn)行的一個(gè)應(yīng)用程序;程序一旦運(yùn)行就是進(jìn)程;進(jìn)程——資源分配的最小單位。
線程:系統(tǒng)分配處理器時(shí)間資源的基本單元,或者說(shuō)進(jìn)程之內(nèi)獨(dú)立執(zhí)行的一個(gè)單元執(zhí)行流。線程——程序執(zhí)行的最小單位。
也就是,進(jìn)程可以包含多個(gè)線程,而線程是程序執(zhí)行的最小單位。
1.2線程的狀態(tài)
NEW:線程剛創(chuàng)建
RUNNABLE:在JVM中正在運(yùn)行的線程,其中運(yùn)行狀態(tài)可以有運(yùn)行中RUNNING和READY兩種狀態(tài),由系統(tǒng)調(diào)度進(jìn)行狀態(tài)改變。
BLOCKED:線程處于阻塞狀態(tài),等待監(jiān)視鎖,可以重新進(jìn)行同步代碼塊中執(zhí)行
WAITING:等待狀態(tài)
TIMED_WAITING:調(diào)用sleepjoinwait方法可能導(dǎo)致線程處于等待狀態(tài)
TERMINATED:線程執(zhí)行完畢,已經(jīng)退出
1.3Notify和Wait:
Notify和Wait的作用
首先看源碼給出的解釋?zhuān)@里翻譯了一下:
Notify:?jiǎn)拘岩粋€(gè)正在等待這個(gè)對(duì)象的線程監(jiān)控。如果有任何線程正在等待這個(gè)對(duì)象,那么它們中的一個(gè)被選擇被喚醒。選擇是任意的,發(fā)生在執(zhí)行的酌情權(quán)。一個(gè)線程等待一個(gè)對(duì)象通過(guò)調(diào)用一個(gè){@codewait}方法進(jìn)行監(jiān)視。
Notify需要在同步方法或同步塊中調(diào)用,即在調(diào)用前,線程也必須獲得該對(duì)象的對(duì)象級(jí)別鎖
Wait:導(dǎo)致當(dāng)前線程等待,直到另一個(gè)線程調(diào)用{@linkjava.lang.Object#notify}方法或{@linkjava.lang.Object#notifyAll}方法。
換句話說(shuō),這個(gè)方法的行為就像它簡(jiǎn)單一樣執(zhí)行調(diào)用{@codewait(0)}。當(dāng)前線程必須擁有該對(duì)象的監(jiān)視器。
線程釋放此監(jiān)視器的所有權(quán),并等待另一個(gè)線程通知等待該對(duì)象的監(jiān)視器的線程,喚醒通過(guò)調(diào)用{@codenotify}方法或{@codenotifyAll}方法。然后線程等待,直到它可以重新取得監(jiān)視器的所有權(quán),然后繼續(xù)執(zhí)行。
Wait的作用是使當(dāng)前執(zhí)行代碼的線程進(jìn)行等待,它是Object類(lèi)的方法,該方法用來(lái)將當(dāng)前線程置入預(yù)執(zhí)行隊(duì)列中,并且在Wait所在的代碼行處停止執(zhí)行,直到接到通知或被中斷為止。
在調(diào)用Wait方法之前,線程必須獲得該對(duì)象的對(duì)象級(jí)別鎖,即只能在同步方法或同步塊中調(diào)用Wait方法。
Wait和Sleep的區(qū)別:
它們最大本質(zhì)的區(qū)別是,Sleep不釋放同步鎖,Wait釋放同步鎖。
還有用法的上的不同是:Sleep(milliseconds)可以用時(shí)間指定來(lái)使他自動(dòng)醒過(guò)來(lái),如果時(shí)間不到你只能調(diào)用Interreput來(lái)強(qiáng)行打斷;Wait可以用Notify直接喚起。
這兩個(gè)方法來(lái)自不同的類(lèi)分別是Thread和Object
最主要是Sleep方法沒(méi)有釋放鎖,而Wait方法釋放了鎖,使得其他線程可以使用同步控制塊或者方法。
1.4Thread.sleep和Thread.yield的異同
相同:Sleep和yield都會(huì)釋放CPU。
不同:Sleep使當(dāng)前線程進(jìn)入停滯狀態(tài),所以執(zhí)行Sleep的線程在指定的時(shí)間內(nèi)肯定不會(huì)執(zhí)行;yield只是使當(dāng)前線程重新回到可執(zhí)行狀態(tài),所以執(zhí)行yield的線程有可能在進(jìn)入到可執(zhí)行狀態(tài)后馬上又被執(zhí)行。Sleep可使優(yōu)先級(jí)低的線程得到執(zhí)行的機(jī)會(huì),當(dāng)然也可以讓同優(yōu)先級(jí)和高優(yōu)先級(jí)的線程有執(zhí)行的機(jī)會(huì);yield只能使同優(yōu)先級(jí)的線程有執(zhí)行的機(jī)會(huì)。
1.5補(bǔ)充:死鎖的概念
死鎖:指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程(或線程)在執(zhí)行過(guò)程中,因爭(zhēng)奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象,若無(wú)外力作用,它們都將無(wú)法推進(jìn)下去。此時(shí)稱(chēng)系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)或系統(tǒng)產(chǎn)生了死鎖,這些永遠(yuǎn)在互相等待的進(jìn)程稱(chēng)為死鎖進(jìn)程。
死鎖產(chǎn)生的四個(gè)必要條件(缺一不可):
互斥條件:顧名思義,線程對(duì)資源的訪問(wèn)是排他性,當(dāng)該線程釋放資源后下一線程才可進(jìn)行占用。
請(qǐng)求和保持:簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是自己拿的不放手又等待新的資源到手。線程T1至少已經(jīng)保持了一個(gè)資源R1占用,但又提出對(duì)另一個(gè)資源R2請(qǐng)求,而此時(shí),資源R2被其他線程T2占用,于是該線程T1也必須等待,但又對(duì)自己保持的資源R1不釋放。
不可剝奪:在沒(méi)有使用完資源時(shí),其他線性不能進(jìn)行剝奪。
循環(huán)等待:一直等待對(duì)方線程釋放資源。
我們可以根據(jù)死鎖的四個(gè)必要條件破壞死鎖的形成。
1.6補(bǔ)充:并發(fā)和并行的區(qū)別
并發(fā):是指在某個(gè)時(shí)間段內(nèi),多任務(wù)交替的執(zhí)行任務(wù)。當(dāng)有多個(gè)線程在操作時(shí),把CPU運(yùn)行時(shí)間劃分成若干個(gè)時(shí)間段,再將時(shí)間段分配給各個(gè)線程執(zhí)行。在一個(gè)時(shí)間段的線程代碼運(yùn)行時(shí),其它線程處于掛起狀。
并行:是指同一時(shí)刻同時(shí)處理多任務(wù)的能力。當(dāng)有多個(gè)線程在操作時(shí),CPU同時(shí)處理這些線程請(qǐng)求的能力。
區(qū)別就在于CPU是否能同時(shí)處理所有任務(wù),并發(fā)不能,并行能。
1.7補(bǔ)充:線程安全三要素
原子性:Atomic包、CAS算法、Synchronized、Lock。
可見(jiàn)性:Synchronized、Volatile(不能保證原子性)。
有序性:Happens-before規(guī)則。
1.8補(bǔ)充:如何實(shí)現(xiàn)線程安全
互斥同步:Synchronized、Lock。
非阻塞同步:CAS。
無(wú)需同步的方案:如果一個(gè)方法本來(lái)就不涉及共享數(shù)據(jù),那它自然就無(wú)需任何同步操作去保證正確性。
1.9補(bǔ)充:保證線程安全的機(jī)制:
Synchronized關(guān)鍵字
Lock
CAS、原子變量
ThreadLocl:簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是讓每個(gè)線程,對(duì)同一個(gè)變量,都有自己的獨(dú)有副本,每個(gè)線程實(shí)際訪問(wèn)的對(duì)象都是自己的,自然也就不存在線程安全問(wèn)題了。
Volatile
CopyOnWrite寫(xiě)時(shí)復(fù)制
隨著CPU核心的增多以及互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展,單線程的程序處理速度越來(lái)越跟不上發(fā)展速度和大數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)速度,多線程應(yīng)運(yùn)而生,充分利用CPU資源的同時(shí),極大提高了程序處理速度。
創(chuàng)建線程的方法
繼承Thread類(lèi):
publicclassThreadCreateTest{
publicstaticvoidmain(String[]args){
newMyThread.start;
}
}
classMyThreadextendsThread{
@Override
publicvoidrun{
System.out.println(Thread.currentThread.getName+"t"+Thread.currentThread.getId);
}
}
實(shí)現(xiàn)Runable接口:
publicclassRunableCreateTest{
publicstaticvoidmain(String[]args){
MyRunnablerunnable=newMyRunnable;
newThread(runnable).start;
}
}
classMyRunnableimplementsRunnable{
@Override
publicvoidrun{
System.out.println(Thread.currentThread.getName+"t"+Thread.currentThread.getId);
}
}
通過(guò)Callable和Future創(chuàng)建線程:
publicclassCallableCreateTest{
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
//將Callable包裝成FutureTask,F(xiàn)utureTask也是一種Runnable
MyCallablecallable=newMyCallable;
FutureTask<Integer>futureTask=newFutureTask<>(callable);
newThread(futureTask).start;
//get方法會(huì)阻塞調(diào)用的線程
Integersum=futureTask.get;
System.out.println(Thread.currentThread.getName+Thread.currentThread.getId+"="+sum);
}
}
classMyCallableimplementsCallable<Integer>{
@Override
publicIntegercallthrowsException{
System.out.println(Thread.currentThread.getName+"t"+Thread.currentThread.getId+"t"+newDate+"tstarting...");
intsum=0;
for(inti=0;i<=100000;i++){
sum+=i;
}
Thread.sleep(5000);
System.out.println(Thread.currentThread.getName+"t"+Thread.currentThread.getId+"t"+newDate+"tover...");
returnsum;
}
}
線程池方式創(chuàng)建:
實(shí)現(xiàn)Runnable接口這種方式更受歡迎,因?yàn)檫@不需要繼承Thread類(lèi)。在應(yīng)用設(shè)計(jì)中已經(jīng)繼承了別的對(duì)象的情況下,這需要多繼承(而Java不支持多繼承,但可以多實(shí)現(xiàn)?。荒軐?shí)現(xiàn)接口。同時(shí),線程池也是非常高效的,很容易實(shí)現(xiàn)和使用。
實(shí)際開(kāi)發(fā)中,阿里巴巴開(kāi)發(fā)插件一直提倡使用線程池創(chuàng)建線程,原因在下方會(huì)解釋?zhuān)陨厦娴拇a我就只簡(jiǎn)寫(xiě)了一些Demo。
2.1線程池創(chuàng)建線程
線程池,顧名思義,線程存放的地方。和數(shù)據(jù)庫(kù)連接池一樣,存在的目的就是為了較少系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo),主要由以下幾個(gè)特點(diǎn):
降低資源消耗。通過(guò)重復(fù)利用已創(chuàng)建的線程降低線程創(chuàng)建和銷(xiāo)毀造成的消耗(主要)。
提高響應(yīng)速度。當(dāng)任務(wù)到達(dá)時(shí),任務(wù)可以不需要等到線程創(chuàng)建就能立即執(zhí)行。
提高線程的可管理性。線程是稀缺資源,如果無(wú)限制地創(chuàng)建,不僅會(huì)消耗系統(tǒng)資源,還會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
Java提供四種線程池創(chuàng)建方式:
newCachedThreadPool創(chuàng)建一個(gè)可緩存線程池,如果線程池長(zhǎng)度超過(guò)處理需要,可靈活回收空閑線程,若無(wú)可回收,則新建線程。
newFixedThreadPool創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線程池,可控制線程最大并發(fā)數(shù),超出的線程會(huì)在隊(duì)列中等待。
newScheduledThreadPool創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線程池,支持定時(shí)及周期性任務(wù)執(zhí)行。
newSingleThreadExecutor創(chuàng)建一個(gè)單線程化的線程池,它只會(huì)用唯一的工作線程來(lái)執(zhí)行任務(wù),保證所有任務(wù)按照指定順序(FIFO,LIFO,優(yōu)先級(jí))執(zhí)行。
通過(guò)源碼我們得知ThreadPoolExecutor繼承自AbstractExecutorService,而AbstractExecutorService實(shí)現(xiàn)了ExecutorService。
publicclassThreadPoolExecutorextendsAbstractExecutorService
publicabstractclassAbstractExecutorServiceimplementsExecutorService
2.2ThreadPoolExecutor介紹
實(shí)際項(xiàng)目中,用的最多的就是ThreadPoolExecutor這個(gè)類(lèi),而《阿里巴巴Java開(kāi)發(fā)手冊(cè)》中強(qiáng)制線程池不允許使用Executors去創(chuàng)建,而是通過(guò)NewThreadPoolExecutor實(shí)例的方式,這樣的處理方式讓寫(xiě)的同學(xué)更加明確線程池的運(yùn)行規(guī)則,規(guī)避資源耗盡的風(fēng)險(xiǎn)。
我們從ThreadPoolExecutor入手多線程創(chuàng)建方式,先看一下線程池創(chuàng)建的最全參數(shù)。
publicThreadPoolExecutor(intcorePoolSize,
intmaximumPoolSize,
longkeepAliveTime,
TimeUnitunit,
BlockingQueue<Runnable>workQueue,
ThreadFactorythreadFactory,
RejectedExecutionHandlerhandler){
if(corePoolSize<0||
maximumPoolSize<=0||
maximumPoolSize<corePoolSize||
keepAliveTime<0)
thrownewIllegalArgumentException;
if(workQueue==null||threadFactory==null||handler==null)
thrownewNullPointerException;
this.corePoolSize=corePoolSize;
this.maximumPoolSize=maximumPoolSize;
this.workQueue=workQueue;
this.keepAliveTime=unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory=threadFactory;
this.handler=handler;
}
參數(shù)說(shuō)明如下:
corePoolSize:線程池的核心線程數(shù),即便線程池里沒(méi)有任何任務(wù),也會(huì)有corePoolSize個(gè)線程在候著等任務(wù)。
maximumPoolSize:最大線程數(shù),不管提交多少任務(wù),線程池里最多工作線程數(shù)就是maximumPoolSize。
keepAliveTime:線程的存活時(shí)間。當(dāng)線程池里的線程數(shù)大于corePoolSize時(shí),如果等了keepAliveTime時(shí)長(zhǎng)還沒(méi)有任務(wù)可執(zhí)行,則線程退出。
Unit:這個(gè)用來(lái)指定keepAliveTime的單位,比如秒:TimeUnit.SECONDS。
BlockingQueue:一個(gè)阻塞隊(duì)列,提交的任務(wù)將會(huì)被放到這個(gè)隊(duì)列里。
threadFactory:線程工廠,用來(lái)創(chuàng)建線程,主要是為了給線程起名字,默認(rèn)工廠的線程名字:pool-1-thread-3。
handler:拒絕策略,當(dāng)線程池里線程被耗盡,且隊(duì)列也滿(mǎn)了的時(shí)候會(huì)調(diào)用。
2.2.1BlockingQueue
對(duì)于BlockingQueue個(gè)人感覺(jué)還需要單獨(dú)拿出來(lái)說(shuō)一下。
BlockingQueue:阻塞隊(duì)列,有先進(jìn)先出(注重公平性)和先進(jìn)后出(注重時(shí)效性)兩種,常見(jiàn)的有兩種阻塞隊(duì)列:ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue
隊(duì)列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)大致如圖:
隊(duì)列一端進(jìn)入,一端輸出。而當(dāng)隊(duì)列滿(mǎn)時(shí),阻塞。BlockingQueue核心方法:1.放入數(shù)據(jù)put2.獲取數(shù)據(jù)take。常見(jiàn)的兩種Queue:
2.2.2ArrayBlockingQueue
基于數(shù)組實(shí)現(xiàn),在ArrayBlockingQueue內(nèi)部,維護(hù)了一個(gè)定長(zhǎng)數(shù)組,以便緩存隊(duì)列中的數(shù)據(jù)對(duì)象,這是一個(gè)常用的阻塞隊(duì)列,除了一個(gè)定長(zhǎng)數(shù)組外,ArrayBlockingQueue內(nèi)部還保存著兩個(gè)整形變量,分別標(biāo)識(shí)著隊(duì)列的頭部和尾部在數(shù)組中的位置。
一段代碼來(lái)驗(yàn)證一下:
packagemap;
importjava.util.concurrent.*;
publicclassMyTestMap{
//定義阻塞隊(duì)列大小
privatestaticfinalintmaxSize=5;
publicstaticvoidmain(String[]args){
ArrayBlockingQueue<Integer>queue=newArrayBlockingQueue<Integer>(maxSize);
newThread(newProductor(queue)).start;
newThread(newCustomer(queue)).start;
}
}
classCustomerimplementsRunnable{
privateBlockingQueue<Integer>queue;
Customer(BlockingQueue<Integer>queue){
this.queue=queue;
}
@Override
publicvoidrun{
this.cusume;
}
privatevoidcusume{
while(true){
try{
intcount=(int)queue.take;
System.out.println("customer正在消費(fèi)第"+count+"個(gè)商品===");
//只是為了方便觀察輸出結(jié)果
Thread.sleep(10);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace;
}
}
}
}
classProductorimplementsRunnable{
privateBlockingQueue<Integer>queue;
privateintcount=1;
Productor(BlockingQueue<Integer>queue){
this.queue=queue;
}
@Override
publicvoidrun{
this.product;
}
privatevoidproduct{
while(true){
try{
queue.put(count);
System.out.println("生產(chǎn)者正在生產(chǎn)第"+count+"個(gè)商品");
count++;
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace;
}
}
}
}
//輸出如下
/**
生產(chǎn)者正在生產(chǎn)第1個(gè)商品
生產(chǎn)者正在生產(chǎn)第2個(gè)商品
生產(chǎn)者正在生產(chǎn)第3個(gè)商品
生產(chǎn)者正在生產(chǎn)第4個(gè)商品
生產(chǎn)者正在生產(chǎn)第5個(gè)商品
customer正在消費(fèi)第1個(gè)商品===
*/
2.2.3LinkedBlockingQueue
基于鏈表的阻塞隊(duì)列,內(nèi)部也維護(hù)了一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖隊(duì)列。需要我們注意的是如果構(gòu)造一個(gè)LinkedBlockingQueue對(duì)象,而沒(méi)有指定其容量大小。
LinkedBlockingQueue會(huì)默認(rèn)一個(gè)類(lèi)似無(wú)限大小的容量(Integer.MAX_VALUE),這樣的話,如果生產(chǎn)者的速度一旦大于消費(fèi)者的速度,也許還沒(méi)有等到隊(duì)列滿(mǎn)阻塞產(chǎn)生,系統(tǒng)內(nèi)存就有可能已被消耗殆盡了。
2.2.4LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue的主要區(qū)別
ArrayBlockingQueue的初始化必須傳入隊(duì)列大小,LinkedBlockingQueue則可以不傳入。
ArrayBlockingQueue用一把鎖控制并發(fā),LinkedBlockingQueue倆把鎖控制并發(fā),鎖的細(xì)粒度更細(xì)。即前者生產(chǎn)者消費(fèi)者進(jìn)出都是一把鎖,后者生產(chǎn)者生產(chǎn)進(jìn)入是一把鎖,消費(fèi)者消費(fèi)是另一把鎖。
ArrayBlockingQueue采用數(shù)組的方式存取,LinkedBlockingQueue用Node鏈表方式存取。
2.2.5handler拒絕策略
Java提供了4種丟棄處理的方法,當(dāng)然你也可以自己實(shí)現(xiàn),主要是要實(shí)現(xiàn)接口:RejectedExecutionHandler中的方法。
AbortPolicy:不處理,直接拋出異常。
CallerRunsPolicy:只用調(diào)用者所在線程來(lái)運(yùn)行任務(wù),即提交任務(wù)的線程。
DiscardOldestPolicy:LRU策略,丟棄隊(duì)列里最近最久不使用的一個(gè)任務(wù),并執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)。
DiscardPolicy:不處理,丟棄掉,不拋出異常。
2.2.6線程池五種狀態(tài)
privatestaticfinalintRUNNING=-1<<COUNT_BITS;
privatestaticfinalintSHUTDOWN=0<<COUNT_BITS;
privatestaticfinalintSTOP=1<<COUNT_BITS;
privatestaticfinalintTIDYING=2<<COUNT_BITS;
privatestaticfinalintTERMINATED=3<<COUNT_BITS;
RUNNING:在這個(gè)狀態(tài)的線程池能判斷接受新提交的任務(wù),并且也能處理阻塞隊(duì)列中的任務(wù)。
SHUTDOWN:處于關(guān)閉的狀態(tài),該線程池不能接受新提交的任務(wù),但是可以處理阻塞隊(duì)列中已經(jīng)保存的任務(wù),在線程處于RUNNING狀態(tài),調(diào)用shutdown方法能切換為該狀態(tài)。
STOP:線程池處于該狀態(tài)時(shí)既不能接受新的任務(wù)也不能處理阻塞隊(duì)列中的任務(wù),并且能中斷現(xiàn)在線程中的任務(wù)。當(dāng)線程處于RUNNING和SHUTDOWN狀態(tài),調(diào)用shutdownNow方法就可以使線程變?yōu)樵摖顟B(tài)。
TIDYING:在SHUTDOWN狀態(tài)下阻塞隊(duì)列為空,且線程中的工作線程數(shù)量為0就會(huì)進(jìn)入該狀態(tài),當(dāng)在STOP狀態(tài)下時(shí),只要線程中的工作線程數(shù)量為0就會(huì)進(jìn)入該狀態(tài)。
TERMINATED:在TIDYING狀態(tài)下調(diào)用terminated方法就會(huì)進(jìn)入該狀態(tài)。可以認(rèn)為該狀態(tài)是最終的終止?fàn)顟B(tài)。
回到線程池創(chuàng)建ThreadPoolExecutor,我們了解了這些參數(shù),再來(lái)看看ThreadPoolExecutor的內(nèi)部工作原理:
判斷核心線程是否已滿(mǎn),是進(jìn)入隊(duì)列,否:創(chuàng)建線程
判斷等待隊(duì)列是否已滿(mǎn),是:查看線程池是否已滿(mǎn),否:進(jìn)入等待隊(duì)列
查看線程池是否已滿(mǎn),是:拒絕,否創(chuàng)建線程
2.3深入理解ThreadPoolExecutor
進(jìn)入Execute方法可以看到:
publicvoidexecute(Runnablecommand){
if(command==null)
thrownewNullPointerException;
intc=ctl.get;
//判斷當(dāng)前活躍線程數(shù)是否小于corePoolSize,如果小于,則調(diào)用addWorker創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù)
if(workerCountOf(c)<corePoolSize){
if(addWorker(command,true))
return;
c=ctl.get;
}
//如果不小于corePoolSize,則將任務(wù)添加到workQueue隊(duì)列。
if(isRunning(c)&&workQueue.offer(command)){
intrecheck=ctl.get;
if(!isRunning(recheck)&&remove(command))
reject(command);
elseif(workerCountOf(recheck)==0)
addWorker(null,false);
}
//如果放入workQueue失敗,則創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù),如果這時(shí)創(chuàng)建線程失敗(當(dāng)前線程數(shù)不小于maximumPoolSize時(shí)),就會(huì)調(diào)用reject(內(nèi)部調(diào)用handler)拒絕接受任務(wù)。
elseif(!addWorker(command,false))
reject(command);
}
AddWorker方法:
創(chuàng)建Worker對(duì)象,同時(shí)也會(huì)實(shí)例化一個(gè)Thread對(duì)象。在創(chuàng)建Worker時(shí)會(huì)調(diào)用threadFactory來(lái)創(chuàng)建一個(gè)線程。
然后啟動(dòng)這個(gè)線程。
2.3.1線程池中CTL屬性的作用是什么?
看源碼第一反應(yīng)就是這個(gè)CTL到底是個(gè)什么東東?有啥用?一番研究得出如下結(jié)論:
CTL屬性包含兩個(gè)概念:
privatefinalAtomicIntegerctl=newAtomicInteger(ctlOf(RUNNING,0));
privatestaticintctlOf(intrs,intwc){returnrs|wc;}
runState:即rs表明當(dāng)前線程池的狀態(tài),是否處于Running,Shutdown,Stop,Tidying。
workerCount:即wc表明當(dāng)前有效的線程數(shù)。
我們點(diǎn)擊workerCount即工作狀態(tài)記錄值,以RUNNING為例,RUNNING=-1<<COUNT_BITS;,即-1無(wú)符號(hào)左移COUNT_BITS位,進(jìn)一步我們得知COUNT_BITS位29,因?yàn)镮nteger位數(shù)為31位(2的五次方減一)
privatestaticfinalintCOUNT_BITS=Integer.SIZE-3;
既然是29位那么就是Running的值為:
11100000000000000000000000000000
|||
31~29位
那低28位呢,就是記錄當(dāng)前線程的總線數(shù)啦:
//Packingandunpackingctl
privatestaticintrunStateOf(intc){returnc&~CAPACITY;}
privatestaticintworkerCountOf(intc){returnc&CAPACITY;}
privatestaticintctlOf(intrs,intwc){returnrs|wc;}
從上述代碼可以看到workerCountOf這個(gè)函數(shù)傳入ctl之后,是通過(guò)CTL&CAPACITY操作來(lái)獲取當(dāng)前運(yùn)行線程總數(shù)的。
也就是RunningState|WorkCount&CAPACITY,算出來(lái)的就是低28位的值。因?yàn)镃APACITY得到的就是高3位(29-31位)位0,低28位(0-28位)都是1,所以得到的就是ctl中低28位的值。
而runStateOf這個(gè)方法的話,算的就是RunningState|WorkCount&CAPACITY,高3位的值,因?yàn)镃APACITY是CAPACITY的取反,所以得到的就是高3位(29-31位)為1,低28位(0-28位)為0,所以通過(guò)&運(yùn)算后,所得到的值就是高3為的值。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是ctl中是高3位作為狀態(tài)值,低28位作為線程總數(shù)值來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)。
2.3.2shutdownNow和shutdown的區(qū)別
看源碼發(fā)現(xiàn)有兩種近乎一樣的方法,shutdownNow和shutdown,設(shè)計(jì)者這么設(shè)計(jì)自然是有它的道理,那么這兩個(gè)方法的區(qū)別在哪呢?
shutdown會(huì)把線程池的狀態(tài)改為SHUTDOWN,而shutdownNow把當(dāng)前線程池狀態(tài)改為STOP。
shutdown只會(huì)中斷所有空閑的線程,而shutdownNow會(huì)中斷所有的線程。
shutdown返回方法為空,會(huì)將當(dāng)前任務(wù)隊(duì)列中的所有任務(wù)執(zhí)行完畢;而shutdownNow把任務(wù)隊(duì)列中的所有任務(wù)都取出來(lái)返回。
2.3.3線程復(fù)用原理
finalvoidrunWorker(Workerw){
Threadwt=Thread.currentThread;
Runnabletask=w.firstTask;
w.firstTask=null;
w.unlock;//allowinterrupts
booleancompletedAbruptly=true;
try{
while(task!=null||(task=getTask)!=null){
w.lock;
//Ifpoolisstopping,ensurethreadisinterrupted;
//ifnot,ensurethreadisnotinterrupted.This
//requiresarecheckinsecondcasetodealwith
//shutdownNowracewhileclearinginterrupt
if((runStateAtLeast(ctl.get,STOP)||
(Thread.interrupted&&
runStateAtLeast(ctl.get,STOP)))&&
!wt.isInterrupted)
wt.interrupt;
try{
beforeExecute(wt,task);
Throwablethrown=null;
try{
task.run;
}catch(RuntimeExceptionx){
thrown=x;throwx;
}catch(Errorx){
thrown=x;throwx;
}catch(Throwablex){
thrown=x;thrownewError(x);
}finally{
afterExecute(task,thrown);
}
}finally{
task=null;
w.completedTasks++;
w.unlock;
}
}
completedAbruptly=false;
}finally{
processWorkerExit(w,completedAbruptly);
}
}
就是任務(wù)在并不只執(zhí)行創(chuàng)建時(shí)指定的firstTask第一任務(wù),還會(huì)從任務(wù)隊(duì)列的中自己主動(dòng)取任務(wù)執(zhí)行,而且是有或者無(wú)時(shí)間限定的阻塞等待,以保證線程的存活。
默認(rèn)的是不允許。
2.4CountDownLatch和CyclicBarrier區(qū)別
countDownLatch是一個(gè)計(jì)數(shù)器,線程完成一個(gè)記錄一個(gè),計(jì)數(shù)器遞減,只能只用一次。
CyclicBarrier的計(jì)數(shù)器更像一個(gè)閥門(mén),需要所有線程都到達(dá),然后繼續(xù)執(zhí)行,計(jì)數(shù)器遞增,提供Reset功能,可以多次使用。
3.多線程間通信的幾種方式
提及多線程又不得不提及多線程通信的機(jī)制。首先,要短信線程間通信的模型有兩種:共享內(nèi)存和消息傳遞,以下方式都是基本這兩種模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的。我們來(lái)基本一道面試常見(jiàn)的題目來(lái)分析:
題目:有兩個(gè)線程A、B,A線程向一個(gè)集合里面依次添加元素"abc"字符串,一共添加十次,當(dāng)添加到第五次的時(shí)候,希望B線程能夠收到A線程的通知,然后B線程執(zhí)行相關(guān)的業(yè)務(wù)操作。
3.1使用volatile關(guān)鍵字
packagethread;
/**
*
*@authorhxz
*@deion多線程測(cè)試類(lèi)
*@version1.0
*@data2020年2月15日上午9:10:09
*/
publicclassMyThreadTest{
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
notifyThreadWithVolatile;
}
/**
*定義一個(gè)測(cè)試
*/
privatestaticvolatilebooleanflag=false;
/**
*計(jì)算I++,當(dāng)I==5時(shí),通知線程B
*@throwsException
*/
privatestaticvoidnotifyThreadWithVolatilethrowsException{
Threadthc=newThread("線程A"){
@Override
publicvoidrun{
for(inti=0;i<10;i++){
if(i==5){
flag=true;
try{
Thread.sleep(500L);
}catch(InterruptedExceptione){
//TODOAuto-generatedcatchblock
e.printStackTrace;
}
break;
}
System.out.println(Thread.currentThread.getName+"===="+i);
}
}
};
Threadthd=newThread("線程B"){
@Override
publicvoidrun{
while(true){
//防止偽喚醒所以使用了while
while(flag){
System.out.println(Thread.currentThread.getName+"收到通知");
System.out.println("dosomething");
try{
Thread.sleep(500L);
}catch(InterruptedExceptione){
//TODOAuto-generatedcatchblock
e.printStackTrace;
}
return;
}
}
}
};
thd.start;
Thread.sleep(1000L);
thc.start;
}
}
個(gè)人認(rèn)為這是基本上最好的通信方式,因?yàn)锳發(fā)出通知B能夠立馬接受并DoSomething。
原文鏈接:
https://blog.csdn.net/weixin_44104367/article/details/104481510
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