多執行緒二 基本技能

賜我白日夢發表於2019-07-08
執行緒

前言

執行緒驅動任務,而我們需要的就是一種任務的描述,而這個描述由Runable介面來提供,想定義任務,只需要實現Runable介面並重寫裡面的run()就好

Thread的構造方法

方法名 描述
Thread() 建立新執行緒物件
Thread(String name) 建立新執行緒物件
Thread(Runnable target) 建立新執行緒物件
Thread(Runnable target, String name) 建立新執行緒物件,name為指定的執行緒名
Thread(ThreadGroup group, Runnable target) 分配新的 Thread 物件。
Thread(Runnable target) 建立新執行緒物件

Thread構造器通常需要一個Runable物件,我們把需要執行的任務放在run()中,程式執行後,會自動執行Runable物件的run()方法,以便在新的執行緒中執行我們指定的任務. start()方法是告訴cpu執行緒處於就緒狀態

一. 繼承Thread 建立執行緒


public class demo01 extends Thread {

    public  demo01(String name){
        super.setName(name);
    }

    public  demo01(){ }

    @Override
    public void run() {
        while(true)
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"繼承Thread類的執行緒執行了...");
    }

    public static void main(String[] args) {

        //new demo01()  執行Thread空參構造方法...
        demo01 d = new demo01();
        demo01 d2 =new demo01("helloThread");

        //執行緒就緒
        d.start();
        d2.start();

        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

二. 直接實現Runnable介面

實現runable介面 其實demo02 本類並不是一個Thread 他是一個執行緒任務


public class demo02  implements  Runnable{
    @Override
    public void run() {
       // while(true)
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"執行緒執行了...");
    }

    public static void main(String[] args) {
       demo02  d = new demo02();
        Thread myThread = new  Thread(d);
        myThread.start();

        //lamaban表示式實現的run方法
        new Thread(()->{
            while(true)
            System.out.println("lamaban表示式實現的run方法執行了...");
        }
        ).start();

        //直接寫
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("hello Thread..");
            }
        }.start();

        //實現Runable() +  繼承Thread();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Runnable介面裡面的run");
            }
        }){
            //子類覆蓋了 父類的run方法...
            @Override
           public void run(){
                System.out.println("Thread子類裡面的run");
            }
        }.start();

    }

}

一般情況下,如果不是多繼承,實現Runable介面和繼承Thread類沒啥區別

三. Callable 建立既有返回值,又可以丟擲異常的執行緒

Callable同樣可以理解成是一個任務的描述方式,只不過他不能直接丟給Thread,而是交給一個叫FutrueTask的容器包裝,

Callable&Runable的區別

  • Callable規定的方法是call() 而後者是run()
  • Callable執行任務後可以拿到返回值,而後者不可以
  • call()方法,可以丟擲異常,而run()方法不行

  • Callable更強大一些.執行Callable的任務,可以拿到一個Future的物件,我們可以先通過這個物件isDone()判斷任務是否結束,然後呼叫get()獲取執行的返回值

    Future介面

  • 一來說多個執行緒之間是非同步執行的,我們很難從一條執行緒拿到另一條執行緒的返回值,這個時候Futrue就出場了,對於Callable和Runable提交過來的任務,他可以進行查詢任務是否完成 isDone() 獲取執行結果get() 取消任務cancel()

    FutureTask類

  • FutrueTask它的父類是RunableFuture而RunableFuture繼承了Runable和Future,看他的血緣關係,FutureTask當然既可以作為任務被執行緒執行,又可以拿到它得到的Callable的返回值,

  • 此外我們可以知道它最終也是執行Callable型別的介面,如果傳遞進來的是Runable的實現,那麼它會先把他轉化成Callable,

public class demo03  implements Callable<Integer> {
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("hello Callable");
        //返回值的型別就是Callable介面的泛型
        return 1;
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

        //未來的任務
        FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(new demo03());

        new Thread(task).start();

        System.out.println("返回值的結果是:"+task.get());
    }
}

剛才提到,Thread接收的任務是Runable型別的,現在FutureTask是個什麼鬼?怎麼把它傳遞進來的? 其實,FutrueTask實現了RunnableFuture介面,而這個介面繼承了Runnable&Future,一切也就那麼順其自然了

當然我們知道,Runable裡面的run()方法是由新new出來的執行緒非同步執行的,那麼現在重寫的這個call()怎麼個執行法?

檢視FutrueTask的原始碼,我們可以看到,call()是由FetureTask的run()執行的,

 public void run() {
        if (state != NEW ||
            !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
                                         null, Thread.currentThread()))
            return;
        try {
            Callable<V> c = callable;
            if (c != null && state == NEW) {
                V result;
                boolean ran;
                try {
                    result = c.call();
                    ran = true;

run()方法&call()方法

  • Runable的Run方法 是由 執行緒非同步呼叫的

    雖然是耗時的操作,如果可能出現阻塞,由新的執行緒中執行,會節省時間

  • Callable的 call 方法,同步呼叫的,是由Future的run方法呼叫的,而這個run方法,是對Runable介面裡面run()的重寫

    依然是耗時的操作

在往執行緒池中提交任務時 submit()方法同樣可接受Callable物件,後續會詳解

    Future<String> future = threadPoolExecutor.submit(new Callable<String>() {
                @Override
                public String call(){
                    ai.getAndIncrement();
                    return Thread.currentThread().getName();
                }
            });

四. Thread常用API

1 . interrupt() &　isInterrupted()

interrupted():

  • 作用: 中斷當前執行緒,但是! 相比於廢棄的stop() 並不是真正意義上的中斷,而是打上了一個標記, 表示想要中斷它.但是呢?在中斷它之前要讓他把該做的事,該跑的程式碼 跑完!
  • 特性:
    • 第一次執行interrupt()----> 標記當前執行緒是要被中斷的
    • 第二次執行interrupt()----> 清除所有標記

它要配合 isInterrupted() ,作為條件,判斷當前的狀態,去中斷, 本函式多次呼叫不會 改變 當前執行緒的狀態

例項程式碼

停不下來的執行緒

/*
* 停止不了的執行緒
* */
public class CanNotStop extends Thread{

AtomicInteger value = new AtomicInteger(1);

@Override
public void run() {
    value.getAndIncrement();
    System.out.println("當前的value== "+value);
    /*
    * isInterrupted()  方法, 判斷當前執行緒的狀態去中斷執行緒,
    * 假如說,當前執行緒被標記為要去中斷, 被isInterrupted()限制的Target方法不再執行,條件之外的程式碼,能且只能執行一次! 然後徹底被中斷
    * */
    while(!isInterrupted()) {

        try {
            sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        try {
            sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "執行了..");
    }

    System.out.println("你真的以為我被中斷了嗎?");
}


    public static void main(String[] args) {

    //初始化
    CanNotStop canNotStop = new CanNotStop();
    CanNotStop canNotStop2 = new CanNotStop();



    canNotStop.start();
    canNotStop2.start();

    /*
    * 關於interrupt()方法,這個方法
    *         作用:
    *           中斷當前執行緒,但是! 相比於廢棄的stop() 並不是真正意義上的中斷,而是打上了一個標記, 表示想要中斷它.但是呢?在中斷它之前要讓他把該做的事,
    *     該跑的程式碼 跑完!
    *         特性:
    *            第一次執行interrupt()----> 標記當前執行緒是要被中斷的
    *           第二次執行interrupt()---->  清除所有標記
    *
    *     它要配合 isInterrupted() ,作為條件,判斷當前的狀態,去中斷, 本函式多次呼叫不會 改變 當前執行緒的狀態
    * */

    canNotStop.interrupt();

    try {
        sleep(200);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    //被中斷就相當於死掉了?
    synchronized (canNotStop){
        canNotStop.notifyAll();
    }

    }
}

這也稱作是停止不了的執行緒,為啥這樣說呢? 可以看到,執行 canNotStop.interrupt();程式碼的是誰? 沒錯主執行緒!細想一下,執行這個語句時,新建立的執行緒,本來就沒有搶到CPU的執行權,也就是說他本來就是停止的... 他的原理就是打個標記,等到被打上標記的執行緒搶到CPU的執行權的時候,去判斷一下就行了,如果存在被中斷的標記,就什麼事都不做,反之則執行任務.其實,它還活著

2 currentThread()

返回當前程式碼,正在被哪個執行緒呼叫

3 isAlive()

判斷當前執行緒是否處於存活狀態,執行緒處於正在執行或者等待執行的狀態返回true,執行緒執行完畢返回false

4 sleep()

指定線上程休眠的時間,在指定的時間後,重新進入就緒狀態去競爭CPU的執行權

5 getId() & getName()

返回執行緒的id & 名字

6 停止執行緒

  • 異常停止
throw new InterruptedException();
  • 在睡眠中停止
    • 先被打上停止的標記interrupt(),再遇到sleep(),程式直接進入catch塊
    • 先睡眠sleep(),再被打上Interrupt(),程式進入catch塊,並且清除停止狀態值,使之變成false;
  • 暴力停止
    • stop(),執行緒立即停止,不再執行後續的程式碼,已被廢棄
  • return停止執行緒
@Override
public void run(){
    while(true){
        if(this.isInterrupted()){
           return; 
        }
        System.out.println("if 後面的程式碼");
    }
}

推薦使用的是剖出異常的停止執行緒的方法,因為有了異常之後,可以在catch塊中對異常進行處理,讓程式更加流暢

7 yield()

  • 讓當前的執行緒放棄對cpu的使用權,但是也可能會發生,剛放棄就重新獲取到了執行權的情況
  • 不會釋放鎖

8 暫停執行緒

  • suspend() 暫停執行緒被廢棄

  • resume() 配合suspend()喚醒執行緒被廢棄

五. 執行緒的優先順序

執行緒的優先順序用處是,把任務的重要性告訴排程器,讓任務的排程器,更傾向於優先順序高的執行緒先執行,但是也存在優先順序底的執行緒先執行的可能

在<>提到,在絕大多數情況下,都應該使執行緒按照預設的優先順序規則執行,試圖操作優先順序讓執行緒先執行,通常是一種錯誤

此外,jdk中執行緒的優先順序有是個,但是和作業系統都不能對映的很好,比如Windows系統是七個優先順序,所以一般我們使用的是 MAX_PRIORITY NORM_PRIORITY MIN_PRIORITY

  • 設定優先順序
setPriority(int newPriority);

其中newPriority的值由1-10 ,若不在這個範圍內,丟擲IllegalArgumentExeception()

  • 獲取優先順序
 getPriority();

特性:

  • 繼承性: 若A執行緒啟動了B執行緒,那麼B執行緒的優先順序和A相同
  • 規則性: 當執行緒的優先順序差距太大時,誰先執行完,和程式碼的先後順序無關

  • 隨機性: 雖然執行緒優先順序高的有更大的機率優先執行完run()裡面的任務,但是這是不能百分百保證的

守護執行緒(daemon)

設定為守護執行緒, 它肯定會隨著主執行緒的退而退出
java執行緒中有兩類,一類是使用者執行緒(非守護執行緒) 一類是守護執行緒. 它的特性就是 伴隨,去守護使用者執行緒,
比如 java的GC(垃圾回收演算法) 就是一個很稱職的守護者!

setDaemon(true);
  • 建立守護執行緒的ThreadFactory
public class demo02 implements ThreadFactory {

    @Override
    public Thread newThread(Runnable r) {
        Thread thread = newThread(r);
        thread.setDaemon(true);
        return  thread;
    }
}
  • 定製擁有守護執行緒的執行緒池
 ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool(new demo02());
  • 守護執行緒中的finally塊

當再沒有非守護執行緒後,守護執行緒中run方法中的finally程式碼塊是不會執行而直接退出

參考書籍<>Bruce Eckel著 <> 高洪巖著

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