多線程源碼明白了嗎?不明白的話來看騰訊大牛給你畫的面試重點

叮鈴鈴~

誰啊,大早上的擾人清夢,不知道好不容易有個週末嗎?接電話知道是朋友約我出去釣魚,順便跟我聊一下前段時間讓他幫忙內推一下我小侄子去實習的事情

見面之後,他直接開門見山,小侄子在面試的時候表現不錯,最後一面是他來面的,問的相當深入,侄子表現也不錯,但是在多線程這個地方,他稍微問的深入了一些,小朋友明顯的慌張起來,很多知識點回答的相當不好(我說這小子怎麼面試回來之後都不敢找我問問題了),朋友說問題不大,這裏他不會卡他,過幾天應該就能收到offer了

雖然朋友這樣說,但是心裏卻記下了,多線程這一塊該給這小子補習一下了

個人公衆號:Java架構師聯盟,每日更新技術好文呢

其實多線程應該是現在很多朋友的難點吧,沒什麼時間看源碼,工作的時候又很少能應用得到,但是在面試的時候,這一塊又是面試的重點,那應該怎麼辦呢?其實不需要慌張,因爲面試也算是考試,考試就會劃重點,我總共總結出以下幾點,大家可以先看一下能詳細的回想起來多少

線程sleep

線程yield

設置線程的優先級獲取線程ID

獲取當前線程

設置線程上下文類加載器

線程interrupt

線程join

如何關閉—個線程

如果你能回答出來80%以上,那基本就沒什麼問題了,不然,你可能要仔細的往下看,有的朋友會說我還年輕,不需要這個,那我要告訴你,這些知識點確實可能不會阻擋你拿offer,但是,會影響你後期的發展速度以及在公司享受的資源,不信就去問你老大

好了,話不多說,我們來看一下從源碼角度,這些問題你都該回答那些東西

線程 sleep

sleep是一個靜態方法,其有兩個重載方法,其中一個需要傳入毫秒數,另外一個既需 要毫秒數也需要納秒數。

sleep方法介紹

public static void sleep(long millis) throws InterruptedException

public static void sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException

sleep方法會使當前線程進入指定毫秒數的休眠,暫停執行,雖然給定了一個休眠的 時間,但是最終要以系統的定時器和調度器的精度爲準,休眠有一個非常重要的特性, 那就是其不會放棄monitor鎖的所有權(在後文中講解線程同步和鎖的時候會重點介紹 monitor),下面我們來看一個簡單的例子:

package com.wangwenjun,concurrent,chapter03;

public class Threadsleep

public static void main(String[] args)

new Thread(()->

long startTime = System.currentTimeMillis();

sleep(2_000L);

long endTime = System.currentTimeMillis();

System.out.printin(String.format("Total spend %d ms", (endTime - startTime)));

}).start();

long startTime = System.currentTimeMillis();

sleep(3_000L);

long endTime = System.currentTimeMillis();

System.out.printin(String.format("Main thread total spend %d ms", (endTime - startTime)));

}

private static void sleep(long ms)

{

try

{

Thread.sleep(ms);

} catch (InterruptedException e)

{

}

}

}

在上面的例子中,我們分別在自定義的線程和主線程中進行了休眠,每個線程的休眠 互不影響,Thread.sleep只會導致當前線程進入指定時間的休眠。

使用 TimeUnit 替代 Thread.sleep

在JDK1.5以後,JDK引入了一個枚舉TimeUnit,其對sleep方法提供了很好的封裝, 使用它可以省去時間單位的換算步驟,比如線程想休眠3小時24分17秒88毫秒,使用 TimeUnit來實現就非常的簡便優雅了 :

Thread.sleep(12257088L);

TimeUnit.HOURS.sleep(3);

TimeUnit・ MINUTES.sleep(24);

TimeUnit, SECONDS・ sleep(17);

TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(88);

同樣的時間表達,TimeUnit顯然清晰很多,筆者強烈建議,在使用Thread.sleep的地 方,完全使用TimeUnit來代替,因爲sleep能做的事,TimeUnit全部都能完成,並且功能 更加的強大,在本書後面的內容中,我將全部採用TimeUnit替代sleep。

線程 yield

yield方法介紹

yield方法屬於一種啓發式的方法,其會提醒調度器我願意放棄當前的CPU資源,如果 CPU的資源不緊張,則會忽略這種提醒。

調用yield方法會使當前線程從RUNNING狀態切換到RUNNABLE狀態,一般這個方 法不太常用:

package com.wangwenjun.concurrent,chapter03;

import java.util.stream.IntStream;

public class ThreadYield

{

public static void main(String[] args)

{

IntStream.range(0, 2).mapToObj(ThreadYield::create)

.forEach(Thread::start);

}

private static Thread create(int index)

{

return new Thread(() ->

{

//①註釋部分

//if (index == 0)

// Thread, yield();

System.out.printin(index);

});

}

}

上面的程序運行很多次,你會發現輸出的結果不一致,有時候是0最先打印出來,有

時候是1最先打印出來,但是當你打開代碼的註釋部分,你會發現,順序始終是0, 10 因爲第一個線程如果最先獲得了 CPU資源,它會比較謙虛,主動告訴CPU調度器是 放了原本屬於自己的資源,但是yield R是一個提示(hint), CPU調度器並不會擔保每次都 能滿足yield提示。

yield sleep

看過前面的內容之後,會發現yield和sleep有一些混淆的地方,在JDK1.5以前的版本 中yield的方法事實上是調用了 sleep(O),但是它們之間存在着本質的區別,具體如下。

□ sleep會導致當前線程暫停指定的時間,沒有CPU時間片的消耗。

□ yield只是對CPU調度器的一個提示,如果CPU調度器沒有忽略這個提示,它會導

致線程上下文的切換。

□ sleep會使線程短暫block,會在給定的時間內釋放CPU資源。

□ yield會使RUNNING狀態的Thread進入RUNNABLE狀態(如果CPU調度器沒有 忽略這個提示的話)。

□ sleep幾乎百分之百地完成了給定時間的休眠,而yield的提示並不能一定擔保。

□ 一個線程sleep另一個線程調用interrupt會捕獲到中斷信號,而yield則不會。

設置線程的優先級

□ public final void setPriority(int newPriority)爲線程設定優先級。

□ public final int getPriority()獲取線程的優先級。

線程優先級介紹

進程有進程的優先級,線程同樣也有優先級,理論上是優先級比較高的線程會獲取優 先被CPU調度的機會,但是事實上往往並不會如你所願,設置線程的優先級同樣也是一個 hint操作,具體如下。

□對於root用戶,它會hint操作系統你想要設置的優先級別,否則它會被忽略。

□如果CPU比較忙,設置優先級可能會獲得更多的CPU時間片,但是閒時優先級的 高低幾乎不會有任何作用。

所以,不要在程序設計當中企圖使用線程優先級綁定某些特定的業務,或者讓業務嚴 重依賴於線程優先級,這可能會讓你大失所望。舉個簡單的例子,可能不同情況下的運行 效果不會完全一樣,但是我們只是想讓優先級比較高的線程獲得更多的信息輸出機會,示 例代碼如下:

package com.wangwenjun.concurrent.chapter03;

public class Threadpriority

{

public static void main(String[] args)

{

Thread tl = new Thread(()->

{

while (true)

{

System.out.printin("tl");

}

});

tl・ setPriority(3);

Thread t2 = new Thread(()->

{

while (true)

{

System. out. printin (,lt2");

}

});

t2.setPriority(10);

tl.start();

t2.start();

}

}

運行上面的程序,會發現t2出現的頻率很明顯要高一些,當然這也和筆者當前CPU的 資源情況有關係,不同情況下的運行會有不一樣的結果。

線程優先級源碼分析

設置線程的優先級,只需要調用setPriority方法即可,下面我們打開Thread的源碼, 一起來分析一下:

public final void setPriority(int newPriority) {

ThreadGroup g; checkAccess(); if (newPriority > MAX_PRIORITY || newPriority < MIN_PRIORITY) { throw new IllegalArgumentException();

}

if((g = getThreadGroup()) 1= null) {

if (newPriority > g.getMaxPriority()) { newPriority = g.getMaxPriority();

}

setPriorityO(priority = newPriority);

}

}

通過上面源碼的分析,我們可以看出,線程的優先級不能小於1也不能大於10,如果 指定的線程優先級大於線程所在group的優先級,那麼指定的優先級將會失效,取而代之 的是group的最大優先級,下面我們通過一個例子來證明一下:

package com.wangwenjun.concurrent.chapter03;

public class Threadpriority

{

public static void main(String[] args)

{

//定義一個線程組

ThreadGroup group = new ThreadGroup("test");

//將線程組的優先級指定爲7

group.setMaxPriority(7);

//定義一個線程,將該線程加入到group中

Thread thread = new Thread(group, "test-thread");

//企圖將線程的優先級設定爲10

thread.setPriority(10);

/ /企圖未遂

System.out.printin(thread.getPriority());

}

}

上面的結果輸出爲7,而不是10,因爲它超過了所在線程組的優先級別

關於優先級的一些總結

一般情況下,不會對線程設定優先級別,更不會讓某些業務嚴重地依賴線程的優先級 別,比如權重,藉助優先級設定某個任務的權重,這種方式是不可取的,一般定義線程的 時候使用默認的優先級就好了,那麼線程默認的優先級是多少呢?

線程默認的優先級和它的父類保持一致,一般情況下都是5,因爲main線程的優先級 就是5,所以它派生出來的線程都是5,示例代碼如下:

package com.wangwenjun.concurrent.chapter03;

public class Threadpriority

{

public static void main(String[] args)

{

Thread tl = new Thread();

System.out,println("tl priority " + tl.getPriority());

Thread t2 = new Thread(()->

{

Thread t3 = new Thread();

System.out.printIn("t3 priority " + t3.getPriority());

});

t2 ・ setPriority(6);

t2 ・ start();

System.out.printin("t2 priority " + t2.getPriority());

上面程序的輸出結果是tl的優先級爲5,因爲main線程的優先級是5 ; t2的優先級 是6,因爲顯式地將其指定爲6; t3的優先級爲6,沒有顯式地指定,因此其與父線程保持 一致。

獲取線程ID

public long getld()獲取線程的唯一 ID,線程的ID在整個JVM進程中都會是唯一的,

並且是從0開始逐次遞增。如果你在main線程(main函數)中創建了一個唯一的線程,並 且調用getld()後發現其並不等於0,也許你會納悶,不應該是從0開始的嗎?之前已經說 過了在一個JVM進程啓動的時候,實際上是開闢了很多個線程,自增序列已經有了一定的 消耗,因此我們自己創建的線程絕非第0號線程。

獲取當前線程

public static Thread currentThread()用於返回當前執行線程的引用,這個方法雖然很簡 單,但是使用非常廣泛,我們在後面的內容中會大量的使用該方法,來看一段示例代碼:

package com.wangwenjun.concurrent.chapter03;

public class CurrentThread

{

public static void main(String[] args)

{

Thread thread = new Thread()

{

@Override

public void run()

{

//always true System.out.printin(Thread.CurrentThread() == this);

}

};

thread, start();

String name = Thread.CurrentThread().getName(); System.out.printIn("main".equals(name));

}

}

上面程序運行輸出的兩個結果都是true。

設置線程上下文類加載器

□ public ClassLoader getContextClassLoader()獲取線程上下文的類加載器,簡單來說 就是這個線程是由哪個類加器加載的,如果是在沒有修改線程上下文類加載器的情 況下,則保持與父線程同樣的類加載器。

□ public void setContextClassLoader(ClassLoader cl)設置該線程的類加載器,這個方法 可以打破JAVA類加載器的父委託機制,有時候該方法也被稱爲JAVA類加載器的 後門。

關於線程上下文類加載器的內容我們將在本書的第11章重點介紹,並且結合jdbc驅動 包的源碼分析JDK的開發者爲什麼要留有這樣的後門。

線程 interrupt

線程interrupt,是一個非常重要的API,也是經常使用的方法,與線程中斷相關的API 有如下幾個,在本節中我們也將Thread深入源碼對其進行詳細的剖析。

□ public void interrupt()

□ public static boolean interrupted()

□ public boolean islnterrupted()

interrupt

如下方法的調用會使得當前線程進入阻塞狀態,而調用當前線程的interrupt方法,就 可以打斷阻塞。

□ Object 的 wait 方法。

□ Object 的 wait(long)方法。

□ Object 的 wait(long,int)方法。

□ Thread 的 sleep(long)方法。

□ Thread 的 sleep(long,int)方法。

□ Thread 的 join 方法。

□ Thread 的 join(long)方法。

□ Thread 的 join(long,int)方法。

□ InterruptibleChannel 的 io 操作。

□ Selector 的 wakeup 方法。

□其他方法。

上述若干方法都會使得當前線程進入阻塞狀態,若另外的一個線程調用被阻塞線程的 interrupt方法,則會打斷這種阻塞,因此這種方法有時會被稱爲可中斷方法,.記住,打斷一 個線程並不等於該線程的生命週期結束,僅僅是打斷了當前線程的阻塞狀態。

一旦線程在阻塞的情況下被打斷,都會拋出一個稱爲InterruptedException的異常,這 個異常就像一個signal (信號)一樣通知當前線程被打斷了,下面我們來看一個例子:

package com.wangwenjun,concurrent,chapter03;

import java.util.concurrent .TimeUnit;

public class Threadinterrupt

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

{

Thread thread = new Thread(()->

{

try

{

TimeUnit•MINUTES.sleep(1);

} catch (InterruptedException e)

{

System.out.printIn("Oh, i am be interrupted.");

} 、

});

thread.start();

//short block and make sure thread is started.

TimeUnit, MILLISECONDS.sleep(2);

thread, interrupt();

}

}

上面的代碼創建了一個線程,並且企圖休眠1分鐘的時長,不過很可惜,大約在2毫 秒之後就被主線程調用interrupt方法打斷,程序的執行結果就是“Oh, i am be interrupted.”

interrupt這個方法到底做了什麼樣的事情呢?在一個線程內部存在着名爲interrupt flag 的標識,如果一個線程被interrupt,那麼它的flag將被設置,但是如果當前線程正在執行 可中斷方法被阻塞時,調用interrupt方法將其中斷,反而會導致flag被清除,關於這點我 們在後面還會做詳細的介紹。另外有一點需要注意的是,如果一個線程已經是死亡狀態, 那麼嘗試對其的interrupt會直接被忽略。

islnterrupted

islnterrupted是Thread的一個成員方法,它主要判斷當前線程是否被中斷,該方法僅 僅是對interrupt標識的一個判斷,並不會影響標識發生任何改變,這個與我們即將學習到 的interrupted是存在差別的,下面我們看一個簡單的程序:

package com.wangwenjun,concurrent•chapter03;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadisInterrupted

{

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

Thread thread = new Thread()

{

@Override

public void run()

{

while (true)

{

//do nothing, just empty loop.

}

}

};

thread.start();

TimeUnit.MILLISEC0NDS.sleep(2);

System.out.printf("Thread is interrupted ? %s\n", thread.isInterrupted()); thread.interrupt();

System.out.printf("Thread is interrupted ? %s\n", thread.islnterrupted());

}

}

上面的代碼中定義了一個線程,並且在線程的執行單元中(run方法)寫了一個空的死 循環,爲什麼不寫sleep呢?因爲sleep是可中斷方法,會捕獲到中斷信號,從而干擾我們 程序的結果。下面是程序運行的結果,記得手動結束上面的程序運行,或者你也可以將上 面定義的線程指定爲守護線程,這樣就會隨着主線程的結束導致JVM中沒有非守護線程而 自動退出。

Thread is interrupted ? false

Thread is interrupted ? true

可中斷方法捕獲到了中斷信號(signal)之後,也就是捕獲了 InterruptedException異常 之後會擦除掉interrupt的標識,對上面的程序稍作修改,你會發現程序的結果又會出現很 大的不同,示例代碼如下:

package com.wangwenjun.concurrent.chapter03;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadisInterrupted

{

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

{

Thread thread = new Thread()

{

@Override

public void run()

while (true)

try

{

TimeUnit.MINUTES.sleep(1);

} catch (InterruptedException e)

{

//ignore the exception

//here the interrupt flag will be clear.

System.out.printf("I am be interrupted ? %s\n", islnterrupted());

}

}

}

};

thread.setDaemon(true);

thread.start();

TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(2);

System.out.printf("Thread is interrupted ? %s\n", thread.isInterrupted()); thread.interrupt();

TimeUnit, MILLISECONDS・ sleep(2); System.out.printf("Thread is interrupted ? %s\n", thread.isInterrupted());

}

}

由於在run方法中使用了 sleep這個可中斷方法,它會捕獲到中斷信號,並且會擦除 interrupt標識,因此程序的執行結果都會是false,程序輸岀如下:

Thread is interrupted ? false

I am be interrupted ? false

Thread is interrupted ? false

其實這也不難理解,可中斷方法捕獲到了中斷信號之後,爲了不影響線程中其他方法 的執行,將線程的interrupt標識復位是一種很合理的設計。

interrupted

interrupted是一個靜態方法,雖然其也用於判斷當前線程是否被中斷,但是它和成員方 法islnterrupted還是有很大的區別的,調用該方法會直接擦除掉線程的interrupt標識,需 要注意的是,如果當前線程被打斷了,那麼第一次調用interrupted方法會返回true,並且 立即擦除了 interrupt標識;第二次包括以後的調用永遠都會返回false,除非在此期間線程 又一次地被打斷,下面設計了一個簡單的例子,來驗證我們的說法:

package com.wangwenjun.concurrent.chapter03;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Threadinterrupted

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

{

Thread thread = new Thread()

{

@Override

public void run()

{

while (true)

{

System.out.printIn(Thread.interrupted());

}

}

};

thread.setDaemon(true);

thread.start();

//shortly block make sure the thread is started.

TimeUnit, MILLISECONDS.sleep(2); thread.interrupt();

}

}

同樣由於不想要受到可中斷方法如sleep的影響,在Thread的run方法中沒有進行任 何短暫的休眠,所以運行上面的程序會出現非常多的輸出,但是我們通過對輸出的檢查會 發現如下所示的內容,其足以作爲對該方法的解釋。

false

false

true

false

false

在很多的false包圍中發現了一個true,也就是interrupted方法判斷到了其被中斷,立 即擦除了中斷標識,並且只有這一次返回true,後面的都將會是false。

interrupt 注意事項

打開Thread的源碼,不難發現,islnterrupted方法和interrupted方法都調用了同一個 本地方法:

private native boolean islnterrupted(boolean Clearlnterrupted);

其中參數Clearlnterrupted主要用來控制是否擦除線程interrupt的標識。

islnterrupted方法的源碼中該參數爲false,表示不想擦除:

public boolean islnterrupted() { return islnterrupted(false);

}

而interrupted靜態方法中該參數則爲true,表示想要擦除:

public static boolean interrupted() {

return currentThread().islnterrupted(true);

}

在比較詳細地學習了 interrupt方法之後,大家思考一個問題,如果一個線程在沒有執 行可中斷方法之前就被打斷,那麼其接下來將執行可中斷方法,比如sleep會發生什麼樣的 情況呢?下面我們通過一個簡單的實驗來回答這個疑問:

public static void main(String!] args)

{

//① 判斷當前線程是否被中斷

System.out.printin("Main thread is interrupted? " + Thread.interrupted());

//②中斷當前線程

Thread.currentThread().interrupt();

//③判斷當前線程是否已經被中斷

System.out.printin("Main thread is interrupted? " + Thread.currentThread(). islnterrupted());

try

{

//④ 當前線程執行可中斷方法 TimeUnit.MINUTES.sleep(1);

} catch (InterruptedException e)

{

//⑤捕獲中斷信號

System.out.printin("I will be interrupted still.");

}

}

通過運行上面的程序,你會發現,如果一個線程設置了 interrupt標識,那麼接下來的 可中斷方法會立即中斷,因此註釋⑤的信號捕獲部分代碼會被執行,請大家注意註釋①和注 釋③中判斷線程中斷方法的不同,也希望讀者結合本節的內容思考爲什麼要這麼做?

線程 join

Thread的join方法同樣是一個非常重要的方法,使用它的特性可以實現很多比較強大 的功能,與sleep -樣它也是一個可中斷的方法,也就是說,如果有其他線程執行了對當前 線程的interrupt操作,它也會捕獲到中斷信號,並且擦除線程的interrupt標識,Thread的 API爲我們提供了三個不同的join方法,具體如下。

□ public final void join() throws InterruptedException

□ public final synchronized void join(long millis, int nanos)

throws InterruptedException

□ public final synchronized void join(long millis)

throws InterruptedException

在本節中,筆者將會詳細介紹join方法以及如何在實際應用中使用join方法。

線程join方法詳解

join某個線程A,會使當前線程B進入等待,直到線程A結束生命週期,或者到達給 定的時間,那麼在此期間B線程是處於BLOCKED的,而不是A線程,下面就來通過一個 簡單的實例解釋一下join方法的基本用法:

package com.wangwenjun.concurrent.chapter03;

import java.util.List;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

import java.util.stream.IntStream;

import static java.util.stream.Collectors.toList;

public class Threadjoin

{

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

{

//①定義兩個線程,並保存在threads中

List<Thread> threads = IntStream.range(1, 3)

.mapToObj(Threadjoin::create).collect(toList());

//②啓動這兩個線程

threads•forEach(Thread::start);

//③ 執行這兩個線程的join方法

for (Thread thread : threads)

{

thread.join();

}

//④main線程循環輸出

for (int i = 0; i < 10; i++)

System.out.printin(Thread.currentThread().getName() + "+ i); shortSleep();

//構造一個簡單的線程,每個線程只是簡單的循環輸出

private static Thread create(int seq)

{

return new Thread(() ->

{

for (int i = 0; i < 10; i++)

{

System・ out・ printin(Thread.currentThread()・ getName() + "#" + i); shortSleep();

}

}, String.valueOf(seq));

}

private static void shortSleep()

{

try

{

TimeUnit, SECONDS.sleep(1);

} catch (InterruptedException e)

{

e.printStackTrace();

}

}

}

上面的代碼結合Java 8的語法,創建了兩個線程,分別啓動,並且調用了每個線程的 join方法(注意:join方法是被主線程調用的,因此在第一個線程還沒有結束生命週期的時 後,第二個線程的join不會得到執行,但是此時,第二個線程也已經啓動了),運行上面的 程序,你會發現線程一和線程二會交替地輸出直到它們結束生命週期,main線程的循環才 會開始運行,程序輸岀如下:

2#8

1#8

2#9

1#9

main#0

main#l

main#2

main#3

如果你將註釋③下面的join全部註釋掉,那麼三個線程將會交替地輸出,程序輸出如下:

main#2

2#2

1#2

main#3

1#3

2#3 main#4

join方法會使當前線程永遠地等待下去,直到期間被另外的線程中斷,或者join的線 程執行結束,當然你也可以使用join的另外兩個重載方法,指定毫秒數,在指定的時間到 達之後,當前線程也會退出阻塞。同樣思考一個問題,如果一個線程已經結束了生命週期, 那麼調用它的join方法的當前線程會被阻塞嗎?

join方法結合實戰

本節我們將結合一個實際的案例,來看一下join方法的應用場景,假設你有一個APP, 主要用於查詢航班信息,你的APP是沒有這些實時數據的,當用戶發起查詢請求時,你需 要到各大航空公司的接口獲取信息,最後統一整理加工返回到APP客戶端,如圖3-1所示, 當然JDK自帶了很多高級工具,比如CountDownLatch和CyclicBarrier等都可以完成類似 的功能,但是僅就我們目前所學的知識,使用join方法即可完成下面的功能。

該例子是典型的串行任務局部並行化處理,用戶在APP客戶端輸入出發地“北京”和 目的地“上海”,服務器接收到這個請求之後,先來驗證用戶的信息,然後到各大航空公司 的接口查詢信息,最後經過整理加工返回給客戶端,每一個航空公司的接口不會都一樣, 獲取的數據格式也不一樣,查詢的速度也存在着差異,如果再跟航空公司進行串行化交互 (逐個地查詢),很明顯客戶端需要等待很長的時間,這樣的話,用戶體驗就會非常差。如果 我們將每一個航空公司的查詢都交給一個線程去工作,然後在它們結束工作之後統一對數 據進行整理,這樣就可以極大地節約時間,從而提高用戶體驗效果。

代碼清單3-1 查詢接口 FightQuery

package com.wangwenjun.concurrent.chapter03;

import j ava.util.List;

public interface FightQuery

{

List<String> get();

}

在代碼清單3-1中,FightQuery提供了一個返回方法,寫到這裏大家應該注意到了,不 管是Thread的run方法,還是Runnable接口,都是void返回類型,如果你想通過某個線 程的運行得到結果,就需要自己定義一個返回的接口。

查詢Fight的task,其實就是一個線程的子類,主要用於到各大航空公司獲取數據,示 例代碼如下:

package com.wangwenjun,concurrent.chapter03;

import java.util.ArrayList;

import j ava.util.List;

import j ava.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class FightQueryTask extends Thread implements FightQuery

public FightQueryTask(String airline, String origin, String destination)

super("[" + airline + "]"); this.origin = origin;

this.destination = destination; }

@Override public void run()

{

System.out.printf("%s-query from %s to %s \n", getName(), origin, destination);

int randomVal = ThreadLocalRandom.current().nextlnt(10);

try

{

TimeUnit.SECONDS.sleep(randomVal);

this.flightList.add(getName() + + randomVal);

System.out.printf("The Fight:%s list query successful\n", getName());

} catch (InterruptedException e)

{

}

}

@Override

public List<String> get()

{

return this.flightList;

}

}

接口定義好了,查詢航班數據的線程也有了,下面就來實現一下從SH (上海)到北京 (BJ)的航班查詢吧!示例代碼如下:

package com.wangwenjun.concurrent.chapter0 3;

import java.util.ArrayList;

import java.util.Arrays;

import java.util.List;

import static java.util.stream.Collectors.toList;

public class FightQueryExample

{

//①合作的各大航空公司

private static List<String> fightCompany = Arrays.asList(

"CSA", "CEA", "HNA"

);

public static void main(String[] args)

{

List<String> results = search("SH", "BJ");

System.out.printin("===========result===========");

results , forEach(System•out::printin);

}

private static List<String> search(String original, String dest)

{

final List<String> result = new ArrayList<>();

//②創建查詢航班信息的線程列表

List<FightQueryTask> tasks = fightCompany.stream()

.map(f -> createSearchTask(f, original, dest))

.collect(toList());

//③分別啓動這幾個線程

tasks , forEach(Thread::start);

〃④分別調用每一個線程的join方法,阻塞當前線程 tasks.forEach(t ->

try

t.join();

} catch (InterruptedException e)

{

}

});

//⑤在此之前,當前線程會阻塞住,獲取每一個查詢線程的結果,並且加入到result中

tasks.stream().map(FightQuery::get).forEach(result::addAll);

return result;

}

FightQueryTask createSearchTask( fight,

original, String dest)

return new FightQueryTask(fight, original, dest);

}

上面的代碼,關鍵的地方已通過註釋解釋得非常清楚,主線程收到了 search請求之後, 交給了若干個查詢線程分別進行工作,最後將每一個線程獲取的航班數據進行統一的彙總。 由於每個航空公司的查詢時間可能不一樣,所以用了一個隨機值來反應不同的查詢速度, 返回給客戶端(打印到控制檯),程序的執行結果輸出如下:

[CSA]-query from SH to BJ [CEA]-query from SH to BJ [HNA]-query from SH to BJ The Fight:[HNA] list query The Fights[CSA] list query The Fight:[CEA] list query ===========result=========: [CSA]-4

[CEA]-7

[HNA]-2

如何關閉一•個線程

JDK有一個Deprecated方法stop,但是該方法存在一個問題,JDK官方早已經不推薦 使用,其在後面的版本中有可能會被移除,根據官網的描述,該方法在關閉線程時可能不

會釋放掉monitor的鎖,所以強烈建議不要使用該方法結束線程,本節將主要介紹幾種關閉 線程的方法。

正常關閉

\1. 線程結束生命週期正常結束

線程運行結束,完成了自己的使命之後,就會正常退出,如果線程中的任務耗時比較 短,或者時間可控,那麼放任它正常結束就好了。

\2. 捕獲中斷信號關閉線程

我們通過new Thread的方式創建線程,這種方式看似很簡單,其實它的派生成本是比 較高的,因此在一個線程中往往會循環地執行某個任務,比如心跳檢查,不斷地接收網絡 消息報文等,系統決定退出的時候,可以藉助中斷線程的方式使其退出,示例代碼如下:

package com.wangwenjun.concurrent.chapter0 3;

import java.util.concurrent. TimeUnit;

public class InterruptThreadExit

{

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

{

Thread t = new Thread()

{

@Override

public void run()

{

System.out.printin("I will start work");

while (!islnterrupted())

{

//working.

}

System.out.printin("I will be exiting.");

}

};

t.start();

TimeUnit.MINUTES・ sleep(1); System.out.printin("System will be shutdown."); t.interrupt();

}

}

上面的代碼是通過檢查線程interrupt的標識來決定是否退出的,如果在線程中執行某 個可中斷方法,則可以通過捕獲中斷信號來決定是否退出。

@Override

public void run()

System.out.printin("I will start work"); for (;;)

//working, try

TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(l); catch (InterruptedException e)

break;

}

}

System.out.printin("I will be exiting.");

}

上面的代碼執行結果都會導致線程正常的結束,程序輸出如下:

I will start work

System will be shutdown.

I will be exiting.

\3. 使用volatile開關控制

由於線程的interrupt標識很有可能被擦除,或者邏輯單元中不會調用任何可中斷方法, 所以使用volatile修飾的開關flag關閉線程也是一種常用的做法,具體如下:

package com.wangwenjun.concurrent.chapter03;

import java.util•concurrent.TimeUnit;

public class FlagThreadExit

static class MyTask extends Thread

private volatile boolean closed = false;

@Override public void run()

System.out.printIn("I will start work"); while (Iclosed && !islnterrupted())

//正在運行

}

System.out.printin("I will be exiting.");

public void close()

{

this.closed = true;

this , interrupt();

}

?

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

{

MyTask t = new MyTask();

t.start();

TimeUnit・ MINUTES.sleep(1);

System.out.printIn("System will be shutdown.");

t.close();

}

}

上面的例子中定義了一個closed開關變量,並且是使用volatile修飾(關於volatile關 鍵字會在本書的第3部分中進行非常細緻地講解,volatile關鍵字在Java中是一個革命性的 關鍵字,非常重要,它是Java原子變量以及併發包的基礎)運行上面的程序同樣也可以關 閉線程。

異常退出

在一個線程的執行單元中,是不允許拋出checked異常的,不論Thread中的run方 法,還是Runnable中的run方法,如果線程在運行過程中需要捕獲checked異常並且 判斷是否還有運行下去的必要,那麼此時可以將checked異常封裝成unchecked異常 (RuntimeException)拋出進而結束線程的生命週期。

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