Java多线程_02
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Java多线程_01：https://www.cnblogs.com/mobiwusihuan288/p/13738751.html
线程的创建
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继承Thread类
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实现Runnable接口
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lock锁
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实现Callable接口
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使用线程池创建线程
实现Callable接口
Runnable接口和Callable接口两者的区别
| Runnable | Callable | |
|---|---|---|
| 方法 | run() | call() |
| 异常 | 不可以抛异常 | 可以抛异常 |
| 返回值 | 没有返回值 | 有返回值 |
class MyThread implements Callable<Integer> {
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("*****come in callable");
return 1024;
}
}
public class CallableDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//FutureTask(Callable<V> callable)
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new MyThread());
Thread t1 = new Thread(futureTask, "AA");
t1.start();
//共用一个futureTask，复用
// Thread t2 = new Thread(futureTask, "BB");
// t2.start();
// System.out.println("*****result" + futureTask.get());
int r1 = 100;
int r2 = futureTask.get();//要求获得Callable线程的计算结果，如果没有计算完成就要强求，会导致阻塞，知道计算完成，建议放在最后
System.out.println("*****result: " + r1 + r2);
}
}
小结：
Thread t2 = new Thread(futureTask, "BB");
共用一个futureTask，复用，只会执行一次call()方法futureTask.get();//要求获得Callable线程的计算结果，如果没有计算完成就要强求，会导致阻塞，知道计算完成，建议放在最后
使用线程池创建线程
线程池做的工作主要是控制运行的线程的数量,处理过程中将任务加入队列,然后在线程创建后启动这些任务,如果线程超过了最大数量,超出的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.
主要特点
线程复用:控制最大并发数:管理线程.
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降低资源消耗.通过重复利用自己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,任务可以不需要等待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,如果无限的创建,不仅会消耗资源,还会较低系统的稳定性,使用线程池可以进行统一分配,调优和监控.
架构实现
Java中的线程池是通过Executor框架实现的,该框架中用到了Executor,Executors,ExecutorService,ThreadPoolExecutor这几个类.
Executors创建线程池
线程池的工具类，5种构造方法
了解
- Executors.newCachedThreadPool();
- Executors.newWorkStealingPool(int);
- java8新增,使用目前机器上可以的处理器作为他的并行级别
重点
- Executors.newFixedThreadPool(int)
- 执行一个长期的任务,性能好很多
- Executors.newSingleThreadExecutor()
- 一个任务一个线程执行的任务场景
- Executors.newCachedThreadPool()
- 适用:执行很多短期异步的小程序或者负载较轻的服务器
Executors.newFixedThreadPool(int)
主要特点如下:
1.创建一个定长线程池,可控制线程的最大并发数,超出的线程会在队列中等待.
2.newFixedThreadPool创建的线程池corePoolSize和MaxmumPoolSize是 相等的,它使用的的LinkedBlockingQueue
Executors.newSingleThreadExecutor()
主要特点如下:
1.创建一个单线程化的线程池,它只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务都按照指定顺序执行.
2.newSingleThreadExecutor将corePoolSize和MaxmumPoolSize都设置为1,它使用的的LinkedBlockingQueue
Executors.newCachedThreadPool()
主要特点如下:
1.创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则创建新线程.
2.newCachedThreadPool将corePoolSize设置为0MaxmumPoolSize设置为Integer.MAX_VALUE,它使用的是SynchronousQueue,也就是说来了任务就创建线程运行,如果线程空闲超过60秒,就销毁线程。
public class MyThreadPoolDemo {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);//一池5个处理线程
// ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();//一池1个线程
// ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();//一池N个线程
//模拟10个用户来办理业务，每个用户就是一个来自外部的请求线程
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();
}
}
}
底层使用的阻塞队列
你在工作中单一的/固定数的/可变你的三种创建线程池的方法,你用哪个多?超级大坑
答案是一个都不用,我们生产上只能使用自定义的
Executors中JDK给你提供了为什么不用?
参考阿里巴巴java开发手册
【强制】线程资源必须通过线程池提供，不允许在应用中自行显式创建线程。 说明：使用线程池的好处是减少在创建和销毁线程上所消耗的时间以及系统资源的开销，解决资源不足的问题。如果不使用线程池，有可能造成系统创建大量同类线程而导致消耗完内存或者“过度切换”的问题。
【强制】线程池不允许使用Executors去创建，而是通过ThreadPoolExecutor的方式，这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。说明：Executors返回的线程池对象的弊端如下：
1）FixedThreadPool和SingleThreadPool:允许的请求队列长度为Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而导致OOM。
2）CachedThreadPool和ScheduledThreadPool:允许的创建线程数量为Integer.MAX_VALUE，可能会创建大量的线程，从而导致OOM。
线程池的重要参数
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corePoolSize:线程池中的常驻核心线程数
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在创建了线程池后,当有请求任务来之后,就会安排池中的线程去执行请求任务,近视理解为今日当值线程
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当线程池中的线程数目达到corePoolSize后,就会把到达的任务放入到缓存队列当中.
-
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maximumPoolSize:线程池能够容纳同时执行的最大线程数,此值大于等于1
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keepAliveTime:多余的空闲线程存活时间,当空间时间达到keepAliveTime值时,多余的线程会被销毁直到只剩下corePoolSize个线程为止
- 默认情况下:只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时keepAliveTime才会起作用,知道线程中的线程数不大于corepoolSIze,
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unit:keepAliveTime的单位
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workQueue:任务队列,被提交但尚未被执行的任务.
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threadFactory:表示生成线程池中工作线程的线程工厂,用户创建新线程,一般用默认即可
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handler:拒绝策略,表示当线程队列满了并且工作线程大于等于线程池的最大显示 数(maxnumPoolSize)时如何来拒绝.
线程池底层工作原理
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在创建了线程池后，等待提交过来的任务请求。
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当调用execute()方法添加一个请求任务时，线程池会做如下判断:
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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;
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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;
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如果这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;
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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。
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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。
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当一个线程无事可做超过一 定的时间(keepAliveTime)时，线程池会判断: .
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如果当前运行的线程数大于corePoolSize，那么这个线程就被停掉。
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所以线程池的所有任务完成后它最终会收缩到corePoolSize的大小。
-
public class MyThreadPoolDemo {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
2,
5,
1L,
TimeUnit.SECONDS,
new LinkedBlockingQueue<>(3),
Executors.defaultThreadFactory(),
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
try {
for (int i = 1; i <= 8; i++) {
threadPool.execute(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 办理业务");
});
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
threadPool.shutdown();
}
}
}
core=2，所以1号窗口对应1号顾客，2号窗口对应2号顾客，但是接下来，3、4、5号顾客又来了，进入容量为3的队列中排队，接下来6、7、8号顾客又来了，1、2号窗口正在服务，且队列也满了，此时应该开启3、4、5号窗口来提供服务，为6、7、8号顾客提供服务，然后再由这5个窗口为3、4、5号顾客提供服务
设置合理参数
等待队列也已经排满了,再也塞不下新的任务了同时,线程池的max也到达了,无法接续为新任务服务这时我们需要拒绝策略机制合理的处理这个问题.
JDK内置的拒绝策略
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AbortPolicy(默认):直接抛出RejectedException异常阻止系统正常运行
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CallerRunsPolicy：调用者运行，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给调用者，从而降低新任务的流量
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DiscardOldestPolicy:抛弃队列中等待最久的任务,然后把当前任务加入队列中尝试再次提交当前任务
-
DiscardPolicy:直接丢弃任务,不予任何处理也不抛出异常.如果允许任务丢失,这是最好的拒绝策略
以上内置策略均实现了RejectExecutionHandler接口
如何合理配置线程池
CPU密集型
System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());//查看CPU核数
-
CPU密集的意思是该任务需要大量的运算，而没有阻塞，CPU一直全速运行。CPU密集任务只有在真正的多核CPU上才可能得到加速(通过多线程),而在单核CPU上(悲剧吧?(;'I')门)，无论你开几个模拟的多线程该任务都不可能得到加速，因为CPU总的运算能力就那些。
-
CPU密集型任务配置尽可能少的线程数量:
- 一般公式: CPU核数+1介线程的线程池
IO密集型
情况一
- 由于IO密集型任务线程并不是一直在执行任务，则应配置尽可能多的线程，如CPU核数*2
情况二
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IO密集型，即该任务需要大量的IO,即大量的阻塞。在单线程上运行IO密集型的任务会导致浪费大量的CPU运算能力浪费在等待。所以在IO密集型任务中使用多线程可以大大的加速程序运行，即使在单核CPU上，这种加速主要就是利用了被浪费掉的阻塞时间。
-
IO密集型时，大部分线程都阻塞，故需要多配置线程数:
-
参考公式: CPU核数/(1-阻塞系数)、阻塞系数在0.8~0.9之间
比如8核CPU: 8/(1-0.9) = 80个线程数
死锁编码及定位分析
死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力干涉那它们都将无法推进下去，如果系统资源充足，进程的资源请求都能够得到满足，死锁出现的可能性就很低，否则就会因争夺有限的资源而陷入死锁。
产生死锁的主要原因
- 系统资源不足
- 进程运行推进的顺序不合适
- 资源分配不当
package com.nuc.Poll;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class DeadLockDemo {
public static void main(String[] args) {
String lockA = "lockA";
String lockB = "lockB";
new Thread(new HoldThread(lockA, lockB), "threadAAA").start();
new Thread(new HoldThread(lockB, lockA), "threadBBB").start();
}
}
class HoldThread implements Runnable {
private String lockA;
private String lockB;
public HoldThread(String lockA, String lockB) {
this.lockA = lockA;
this.lockB = lockB;
}
@Override
public void run() {
synchronized (lockA) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 自己持有锁" + lockA + "尝试获得" + lockB);
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (lockB) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 自己持有锁" + lockB + "尝试获得" + lockA);
}
}
}
}
分析
jps命令定位进程编号
jstack找到死锁查看
jstack 13824
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