一、ThreadLocal
1、使得每个线程可以有自己的专属变量
2、可以将ThreadLocal类形象的比喻成存放数据的盒子，盒子中可以存储每个线程的私有数据。
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Random;
public class ThreadLocalExample implements Runnable{
// SimpleDateFormat 不是线程安全的，所以每个线程都要有自己独立的副本
private static final ThreadLocal<SimpleDateFormat> formatter = ThreadLocal.withInitial(() -> new SimpleDateFormat("yyyyMMdd HHmm"));
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadLocalExample obj = new ThreadLocalExample();
for(int i=0 ; i<10; i++){
Thread t = new Thread(obj, ""+i);
Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
t.start();
}
}
@Override
public void run() {
System.out.println("Thread Name= "+Thread.currentThread().getName()+" default Formatter = "+formatter.get().toPattern());
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//formatter pattern is changed here by thread, but it won't reflect to other threads
formatter.set(new SimpleDateFormat());
System.out.println("Thread Name= "+Thread.currentThread().getName()+" formatter = "+formatter.get().toPattern());
}
}
从输出中可以看出，虽然 Thread-0 已经改变了 formatter 的值，但 Thread-1 默认格式化值与初始化值相同，其他线程也一样。
3、实现原理
public class Thread implements Runnable {
//......
//与此线程有关的ThreadLocal值。由ThreadLocal类维护
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
//与此线程有关的InheritableThreadLocal值。由InheritableThreadLocal类维护
ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;
//......
}
Thread 类中有一个 threadLocals 和 一个 inheritableThreadLocals 变量，它们都是 ThreadLocalMap 类型的变量,我们可以调用ThreadLocalMap类对应的 get()、set()方法来存储threadlocal变量
二、线程池
管理一系列线程的资源池。
1、使用线程池的好处：
- 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消耗。
- 提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。
- 提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，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。
2、创建线程池的方法：通过
ThreadPoolExecutor构造函数来创建（推荐）我们可以创建多种类型的 ThreadPoolExecutor：
FixedThreadPool：该方法返回一个固定线程数量的线程池。该线程池中的线程数量始终不变。当有一个新的任务提交时，线程池中若有空闲线程，则立即执行。若没有，则新的任务会被暂存在一个任务队列中，待有线程空闲时，便处理在任务队列中的任务。SingleThreadExecutor： 该方法返回一个只有一个线程的线程池。若多余一个任务被提交到该线程池，任务会被保存在一个任务队列中，待线程空闲，按先入先出的顺序执行队列中的任务。CachedThreadPool： 该方法返回一个可根据实际情况调整线程数量的线程池。线程池的线程数量不确定，但若有空闲线程可以复用，则会优先使用可复用的线程。若所有线程均在工作，又有新的任务提交，则会创建新的线程处理任务。所有线程在当前任务执行完毕后，将返回线程池进行复用。ScheduledThreadPool：该返回一个用来在给定的延迟后运行任务或者定期执行任务的线程池。
3、ThreadPoolExecutor 3 个最重要的参数：
corePoolSize: 任务队列未达到队列容量时，最大可以同时运行的线程数量。maximumPoolSize: 任务队列中存放的任务达到队列容量的时候，当前可以同时运行的线程数量变为最大线程数。workQueue: 新任务来的时候会先判断当前运行的线程数量是否达到核心线程数，如果达到的话，新任务就会被存放在队列中。
4、线程池的饱和策略
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy： 抛出RejectedExecutionException来拒绝新任务的处理。ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy： 调用执行自己的线程运行任务，也就是直接在调用execute方法的线程中运行(run)被拒绝的任务，如果执行程序已关闭，则会丢弃该任务。因此这种策略会降低对于新任务提交速度，影响程序的整体性能。如果您的应用程序可以承受此延迟并且你要求任何一个任务请求都要被执行的话，你可以选择这个策略。ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy： 不处理新任务，直接丢弃掉。ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy： 此策略将丢弃最早的未处理的任务请求。
5、线程池处理任务的流程
- 如果当前运行的线程数小于核心线程数，那么就会新建一个线程来执行任务。
- 如果当前运行的线程数等于或大于核心线程数，但是小于最大线程数，那么就把该任务放入到任务队列里等待执行。
- 如果向任务队列投放任务失败（任务队列已经满了），但是当前运行的线程数是小于最大线程数的，就新建一个线程来执行任务。
- 如果当前运行的线程数已经等同于最大线程数了，新建线程将会使当前运行的线程超出最大线程数，那么当前任务会被拒绝，饱和策略会调用
RejectedExecutionHandler.rejectedExecution()方法。
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class PerformanceCalculator {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个包含 10 个线程的线程池
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
// 循环创建和提交任务
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Runnable worker = new FlightPerformanceCalculator(i);
executor.execute(worker);
}
// 关闭线程池
executor.shutdown();
while (!executor.isTerminated()) {
}
System.out.println("所有计算任务已完成.");
}
}
class FlightPerformanceCalculator implements Runnable {
private int id;
public FlightPerformanceCalculator(int id) {
this.id = id;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("开始对飞机 " + id + " 进行性能计算...");
// 进行性能计算，计算结果输出到日志或者数据库中
System.out.println("飞机 " + id + " 的性能计算已完成.");
}
}
三、Future类
1、异步思想的典型运用，避免程序在执行一些耗时任务时原地等待
2、
Future 类主要有四个功能- 取消任务；
- 判断任务是否被取消;
- 判断任务是否已经执行完成;
- 获取任务执行结果。
// V 代表了Future执行的任务返回值的类型
public interface Future<V> {
// 取消任务执行
// 成功取消返回 true，否则返回 false
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
// 判断任务是否被取消
boolean isCancelled();
// 判断任务是否已经执行完成
boolean isDone();
// 获取任务执行结果
V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
// 指定时间内没有返回计算结果就抛出 TimeOutException 异常
V get(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutExceptio
}
3、 ExecutorService.submit() 方法返回的其实就是 Future 的实现类 FutureTask 。
