Java 并发(JUC 包-02)

>JUC ? 就是Java API 中这三个包的简称:

>concurrent 包

1.线程池

对于N个任务,可以来一个任务就开辟一个线程。而线程池的思想是,用一个线程池去处理这N个任务。

使用线程池一般步骤:

  • 使用Executor类的静态方法创建ExecutorService对象,该对象就代表一个线程池。
  • 使用这个线程池的execute 或submit 方法来提交一个任务,而这个任务就是一个线程。
  • 要关闭一个线程池,可以使用ExecutorService对象的shutdown 方法。
public class TestThreadPool {

	public static void main(String[] args) {
		// 固定大小线程池
		Executor threadPool = Executors.newFixedThreadPool(4);
		// 拓展线程池 根据线程使用率进行清空
		Executor threadPool2 = Executors.newCachedThreadPool();
		// 单线程
		Executor threadPool3 = Executors.newSingleThreadExecutor();

		Random r = new Random();

		Runnable target = new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				for (int i = 0; i < 10; i++) {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "第" + i + "个任务");
					try {
						Thread.sleep(r.nextInt(500));
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}
		};

		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			// new Thread(target).start();
			threadPool2.execute(target);
		}
	}
}

2.future

前面学习的“Future提前完成任务模式”。其实实现了一种异步计算结果,主程序不受调用程序处理时间长短而控制,提前返回控制权。而这里JUC提供的Callable和Future就是完成了这一功能。

Callable类似于一个增强的Runnable 接口,与之不同的是Callable提供了一个call() 方法来执行线程代码,call() 方法可以有返回值,也可以声明式地抛出异常。

为什么要使用Future?多线程的返回值问题

使用流派:

  1. 继承Callable接口,实现call() 方法,这个call() 方法不仅是线程的执行体,也可以有返回值。
  2. 使用FutureTask 对象包装Callable 对象,因为FutureTask实现了Runnable 接口,可以作为Thread 的执行载体。FutureTask封装了call() 方法的返回值。
  3. 使用FutureTask 对象作为Thread 载体创建线程。
  4. 使用FutureTask 对象的get() 方法获得线程执行结果。
public class TestCallable {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		TestCallable tc = new TestCallable();
		tc.go();
	}

	private void go() throws Exception {// 一个小注意点:内部类也是成员,非静态的情况不能直接在main中new,成员方法中可以
		MyThread mt = new MyThread();
		FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(mt);
		new Thread(ft).start();
		System.out.println("我想干点别的,等待结果来了之后我拿结果");

		// Integer i = ft.get();//直接写get(),任务结束后取值
		Integer j = ft.get(1, TimeUnit.SECONDS);// 拿结果的最长等待时间,如果超时等不到就报错。
												// Exception in thread "main"
												// java.util.concurrent.TimeoutException
		System.out.println(j);
	}

	/**
	 * 增强版线程: 1、可以有返回值 2、可以throws 异常
	 */
	class MyThread implements Callable<Integer> {

		@Override
		public Integer call() throws Exception {
			Thread.sleep(2000);
			return 1;
		}
	}
}

如何在线程池中使用Callable 和 Future?

线程池中,也可以使用Callable和Future,用法很简单。只是不必使用Future 的实现类FutureTask ,因为线程池可以直接提交一个Callable任务,而不像使用Thread 必须有一个Runnable 载体。

使用流派:

  1. 创建线程池、Callable 对象。
  2. 使用线程池 submit() 提交Callable 对象。返回Future对象。
  3. 使用Future对象的 get() 方法,获得返回值。
public class TestCallableThreadPool {
	public static void main(String[] args) {
		TestCallableThreadPool t = new TestCallableThreadPool();
		t.go();
	}

	private void go() {
		ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
		Future<String> future = threadPool.submit(new MyThread());
		try {
			String string = future.get();
			System.out.println(string);
		} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}

	class MyThread implements Callable<String> {
		@Override
		public String call() throws Exception {
			Thread.sleep(2000);
			return "hello world";
		}
	}
}

3.同步容器、并发容器

>3.1

传统的容器比如线程不安全的ArrayList:

线程安全的Vector(区别就是加了锁),即使需要线程安全的容器,我们也不使用Vector,使用工具类Collections转换为线程安全的类:

典型的代理模式实现,对ArrayList 的方法进行包装,最终干活的还是ArrayList:

>3.2迭代时删除问题

首先,不要在 foreach 循环里进行元素的 remove/add 操作

public class TestTh {

	public static void main(String[] args) {
		List<String> list = new ArrayList<>();
		list = Collections.synchronizedList(list);
		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			list.add(String.valueOf(i));
		}

		for (String string : list) {
			if (string.equals("30")) {
				System.out.println(string);
				list.remove(string);
			}
		}
	}

}

会报错:

并发容器CopyOnWriteArrayList,解决遍历时修改的问题,满足了读一致性,

注意与同步容器(解决线程安全问题)区分:

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Test t = new Test();
		t.go();
	}

	private void go() {
		V v = new V();
		new Thread(new Runnable() {

			@Override
			public void run() {
				v.show();
			}
		}).start();
		new Thread(new Runnable() {

			@Override
			public void run() {
				v.modify();
			}
		}).start();
	}

	class V {
		// 两个线程同时操作一个线程(一个线程监测,一个修改就报错),也有问题
		// private List<Integer> list = new ArrayList<>();

		// 并发容器,与前面的同步容器进行区分
		private List<Integer> list = new CopyOnWriteArrayList<>();

		public V() {
			for (int i = 0; i < 100; i++) {
				list.add(i);
			}
			// list=Collections.synchronizedList(list);
		}

		public void show() {
			for (int i : list) {
				System.out.println(i);
				try {
					Thread.sleep(20);
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}

		public void modify() {
			for (int i = 200; i < 300; i++) {
				list.add(i);
			}
			try {
				Thread.sleep(20);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

>3.3使用并发容器ConcurrentHashMap设计一个缓存:

 

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