java线程大总结.docx
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java线程大总结
二、
一、
从结果可以看出，信号量仅仅是对池资源进行监控，但不保证线程的安全，因此，在使用时候，应该自己控制线程的安全访问池资源。
阻塞队列是Java5线程新特征中的内容，Java定义了阻塞队列的接口java.util.concurrent.BlockingQueue，阻塞队列的概念是，一个指定长度的队列，如果队列满了，添加新元素的操作会被阻塞等待，直到有空位为止。
同样，当队列为空时候，请求队列元素的操作同样会阻塞等待，直到有可用元素为止。
有了这样的功能，就为多线程的排队等候的模型实现开辟了便捷通道，非常有用。
java.util.concurrent.BlockingQueue继承了java.util.Queue接口，可以参看API文档。
下面给出一个简单应用的例子：
importjava.util.concurrent.BlockingQueue;
importjava.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
/**
*Java线程：
新特征-阻塞队列
*
*@authorleizhimin2009-11-514:
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*/
publicclassTest{
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsInterruptedException{
BlockingQueuebqueue=newArrayBlockingQueue（20）;
for（inti=0;i<30;i++）{
//将指定元素添加到此队列中，如果没有可用空间，将一直等待（如果有必要）。
bqueue.put（i）;
System.out.println（"向阻塞队列中添加了元素:
"+i）;
}
System.out.println（"程序到此运行结束，即将退出----"）;
}
}
输出结果：
向阻塞队列中添加了元素:
0
向阻塞队列中添加了元素:
1
向阻塞队列中添加了元素:
2
向阻塞队列中添加了元素:
3
向阻塞队列中添加了元素:
4
向阻塞队列中添加了元素:
5
向阻塞队列中添加了元素:
6
向阻塞队列中添加了元素:
7
向阻塞队列中添加了元素:
8
向阻塞队列中添加了元素:
9
向阻塞队列中添加了元素:
10
向阻塞队列中添加了元素:
11
向阻塞队列中添加了元素:
12
向阻塞队列中添加了元素:
13
向阻塞队列中添加了元素:
14
向阻塞队列中添加了元素:
15
向阻塞队列中添加了元素:
16
向阻塞队列中添加了元素:
17
向阻塞队列中添加了元素:
18
向阻塞队列中添加了元素:
19
可以看出，输出到元素19时候，就一直处于等待状态，因为队列满了，程序阻塞了。
这里没有用多线程来演示，没有这个必要。
另外，阻塞队列还有更多实现类，用来满足各种复杂的需求：
ArrayBlockingQueue,DelayQueue,LinkedBlockingQueue,PriorityBlockingQueue,SynchronousQueue，具体的API差别也很小。
对于阻塞栈，与阻塞队列相似。
不同点在于栈是“后入先出”的结构，每次操作的是栈顶，而队列是“先进先出”的结构，每次操作的是队列头。
这里要特别说明一点的是，阻塞栈是Java6的新特征。
Java为阻塞栈定义了接口：
java.util.concurrent.BlockingDeque，其实现类也比较多，具体可以查看JavaAPI文档。
下面看一个简单例子：
importjava.util.concurrent.BlockingDeque;
importjava.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
/**
*Java线程：
新特征-阻塞栈
*
*@authorleizhimin2009-11-515:
34:
29
*/
publicclassTest{
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsInterruptedException{
BlockingDequebDeque=newLinkedBlockingDeque（20）;
for（inti=0;i<30;i++）{
//将指定元素添加到此阻塞栈中，如果没有可用空间，将一直等待（如果有必要）。
bDeque.putFirst（i）;
System.out.println（"向阻塞栈中添加了元素:
"+i）;
}
System.out.println（"程序到此运行结束，即将退出----"）;
}
}
输出结果：
向阻塞栈中添加了元素:
0
向阻塞栈中添加了元素:
1
向阻塞栈中添加了元素:
2
向阻塞栈中添加了元素:
3
向阻塞栈中添加了元素:
4
向阻塞栈中添加了元素:
5
向阻塞栈中添加了元素:
6
向阻塞栈中添加了元素:
7
向阻塞栈中添加了元素:
8
向阻塞栈中添加了元素:
9
向阻塞栈中添加了元素:
10
向阻塞栈中添加了元素:
11
向阻塞栈中添加了元素:
12
向阻塞栈中添加了元素:
13
向阻塞栈中添加了元素:
14
向阻塞栈中添加了元素:
15
向阻塞栈中添加了元素:
16
向阻塞栈中添加了元素:
17
向阻塞栈中添加了元素:
18
向阻塞栈中添加了元素:
19
从上面结果可以看到，程序并没结束，二是阻塞住了，原因是栈已经满了，后面追加元素的操作都被阻塞了。
条件变量是Java5线程中很重要的一个概念，顾名思义，条件变量就是表示条件的一种变量。
但是必须说明，这里的条件是没有实际含义的，仅仅是个标记而已，并且条件的含义往往通过代码来赋予其含义。
这里的条件和普通意义上的条件表达式有着天壤之别。
条件变量都实现了java.util.concurrent.locks.Condition接口，条件变量的实例化是通过一个Lock对象上调用newCondition（）方法来获取的，这样，条件就和一个锁对象绑定起来了。
因此，Java中的条件变量只能和锁配合使用，来控制并发程序访问竞争资源的安全。
条件变量的出现是为了更精细控制线程等待与唤醒，在Java5之前，线程的等待与唤醒依靠的是Object对象的wait（）和notify（）/notifyAll（）方法，这样的处理不够精细。
而在Java5中，一个锁可以有多个条件，每个条件上可以有多个线程等待，通过调用await（）方法，可以让线程在该条件下等待。
当调用signalAll（）方法，又可以唤醒该条件下的等待的线程。
有关Condition接口的API可以具体参考JavaAPI文档。
条件变量比较抽象，原因是他不是自然语言中的条件概念，而是程序控制的一种手段。
下面以一个银行存取款的模拟程序为例来揭盖Java多线程条件变量的神秘面纱：
有一个账户，多个用户（线程）在同时操作这个账户，有的存款有的取款，存款随便存，取款有限制，不能透支，任何试图透支的操作都将等待里面有足够存款才执行操作。
importjava.util.concurrent.ExecutorService;
importjava.util.concurrent.Executors;
importjava.util.concurrent.locks.Condition;
importjava.util.concurrent.locks.Lock;
importjava.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
*Java线程：
条件变量
*
*@authorleizhimin2009-11-510:
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*/
publicclassTest{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//创建并发访问的账户
MyCountmyCount=newMyCount（"95599200901215522",10000）;
//创建一个线程池
ExecutorServicepool=Executors.newFixedThreadPool
（2）;
Threadt1=newSaveThread（"张三",myCount,2000）;
Threadt2=newSaveThread（"李四",myCount,3600）;
Threadt3=newDrawThread（"王五",myCount,2700）;
Threadt4=newSaveThread（"老张",myCount,600）;
Threadt5=newDrawThread（"老牛",myCount,1300）;
Threadt6=newDrawThread（"胖子",myCount,800）;
//执行各个线程
pool.execute（t1）;
pool.execute（t2）;
pool.execute（t3）;
pool.execute（t4）;
pool.execute（t5）;
pool.execute（t6）;
//关闭线程池
pool.shutdown（）;
}
}
/**
*存款线程类
*/
classSaveThreadextendsThread{
privateStringname;//操作人
privateMyCountmyCount;//账户
privateintx;//存款金额
SaveThread（Stringname,MyCountmyCount,intx）{
this.name=name;
this.myCount=myCount;
this.x=x;
}
publicvoidrun（）{
myCount.saving（x,name）;
}
}
/**
*取款线程类
*/
classDrawThreadextendsThread{
privateStringname;//操作人
privateMyCountmyCount;//账户
privateintx;//存款金额
DrawThread（Stringname,MyCountmyCount,intx）{
this.name=name;
this.myCount=myCount;
this.x=x;
}
publicvoidrun（）{
myCount.drawing（x,name）;
}
}
/**
*普通银行账户，不可透支
*/
classMyCount{
privateStringoid;//账号
privateintcash;//账户余额
privateLocklock=newReentrantLock（）;//账户锁
privateCondition_save=lock.newCondition（）;//存款条件
privateCondition_draw=lock.newCondition（）;//取款条件
MyCount（Stringoid,intcash）{
this.oid=oid;
this.cash=cash;
}
/**
*存款
*
*@paramx操作金额
*@paramname操作人
*/
publicvoidsaving（intx,Stringname）{
lock.lock（）;//获取锁
if（x>0）{
cash+=x;//存款
System.out.println（name+"存款"+x+"，当前余额为"+cash）;
}
_draw.signalAll（）;//唤醒所有等待线程。
lock.unlock（）;//释放锁
}
/**
*取款
*
*@paramx操作金额
*@paramname操作人
*/
publicvoiddrawing（intx,Stringname）{
lock.lock（）;//获取锁
try{
if（cash-x<0）{
_draw.await（）;//阻塞取款操作
}else{
cash-=x;//取款
System.out.println（name+"取款"+x+"，当前余额为"+cash）;
}
_save.signalAll（）;//唤醒所有存款操作
}catch（InterruptedExceptione）{
e.printStackTrace（）;
}finally{
lock.unlock（）;//释放锁
}
}
}
李四存款3600，当前余额为13600
张三存款2000，当前余额为15600
老张存款600，当前余额为16200
老牛取款1300，当前余额为14900
胖子取款800，当前余额为14100
王五取款2700，当前余额为11400
Processfinishedwithexitcode0
假如我们不用锁和条件变量，如何实现此功能呢？
下面是实现代码：
importjava.util.concurrent.ExecutorService;
importjava.util.concurrent.Executors;
/**
*Java线程：
不用条件变量
*
*@authorleizhimin2009-11-510:
57:
29
*/
publicclassTest{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//创建并发访问的账户
MyCountmyCount=newMyCount（"95599200901215522",10000）;
//创建一个线程池
ExecutorServicepool=Executors.newFixedThreadPool
（2）;
Threadt1=newSaveThread（"张三",myCount,2000）;
Threadt2=newSaveThread（"李四",myCount,3600）;
Threadt3=newDrawThread（"王五",myCount,2700）;
Threadt4=newSaveThread（"老张",myCount,600）;
Threadt5=newDrawThread（"老牛",myCount,1300）;
Threadt6=newDrawThread（"胖子",myCount,800）;
//执行各个线程
pool.execute（t1）;
pool.execute（t2）;
pool.execute（t3）;
pool.execute（t4）;
pool.execute（t5）;
pool.execute（t6）;
//关闭线程池
pool.shutdown（）;
}
}
/**
*存款线程类
*/
classSaveThreadextendsThread{
privateStringname;//操作人
privateMyCountmyCount;//账户
privateintx;//存款金额
SaveThread（Stringname,MyCountmyCount,intx）{
this.name=name;
this.myCount=myCount;
this.x=x;
}
publicvoidrun（）{
myCount.saving（x,name）;
}
}
/**
*取款线程类
*/
classDrawThreadextendsThread{
privateStringname;//操作人
privateMyCountmyCount;//账户
privateintx;//存款金额
DrawThread（Stringname,MyCountmyCount,intx）{
this.name=name;
this.myCount=myCount;
this.x=x;
}
publicvoidrun（）{
myCount.drawing（x,name）;
}
}
/**
*普通银行账户，不可透支
*/
classMyCount{
privateStringoid;//账号
privateintcash;//账户余额
MyCount（Stringoid,intcash）{
this.oid=oid;
this.cash=cash;
}
/**
*存款
*
*@paramx操作金额
*@paramname操作人
*/
publicsynchronizedvoidsaving（intx,Stringname）{
if（x>0）{
cash+=x;//存款
System.out.println（name+"存款"+x+"，当前余额为"+cash）;
}
notifyAll（）;//唤醒所有等待线程。
}
/**
*取款
*
*@paramx操作金额
*@paramname操作人
*/
publicsynchronizedvoiddrawing（intx,Stringname）{
if（cash-x<0）{
try{
wait（）;
}catch（InterruptedExceptione1）{
e1.printStackTrace（）;
}
}else{
cash-=x;//取款
System.out.println（name+"取款"+x+"，当前余额为"+cash）;
}
notifyAll（）;//唤醒所有存款操作
}
}
输出结果为：
李四存款3600，当前余额为13600
王五取款2700，当前余额为10900
老张存款600，当前余额为11500
老牛取款1300，当前余额为10200
胖子取款800，当前余额为9400
张三存款2000，当前余额为11400
Processfinishedwithexitcode0
结合先前同步代码知识，举一反三，将此例改为同步代码块来实现，代码如下：
importjava.util.concurrent.ExecutorService;
importjava.util.concurrent.Executors;
/**
*Java线程：
改为同步代码块
*
*@authorleizhimin2009-11-510:
57:
29
*/
publicclassTest{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//创建并发访问的账户
MyCountmyCount=newMyCount（"95599200901215522",10000）;
//创建一个线程池
ExecutorServicepool=Executors.newFixedThreadPool
（2）;
Threadt1=newSaveThread（"张三",myCount,2000）;
Threadt2=newSaveThread（"李四",myCount,3600）;
Threadt3=newDrawThread（"王五",myCount,2700）;
Threadt4=newSaveThread（"老张",myCount,600）;
Threadt5=newDrawThread（"老牛",myCount,1300）;
Threadt6=newDrawThread（"胖子",myCount,800）;
//执行各个线程
pool.execute（t1）;
pool.execute（t2）;
pool.execute（t3）;
pool.execute（t4）;
pool.execute（t5）;
pool.execute（t6）;
//关闭线程池
pool.shutdown（）;
}
}
/**
*存款线程类
*/
classSaveThreadextendsThread{
privateStringname;//操作人
privateMyCountmyCount;//账户
privateintx;//存款金额
SaveThread（Stringname,MyCountmyCount,intx）{
this.name=name;
this.myCount=myCount;
this.x=x;
}
publicvoidrun（）{
myCount.saving（x,name）;
}
}
/**
*取款线程类
*/
classDrawThreadextendsThread{
privateStringname;//操作人
privateMyCountmyCount;//账户
privateintx;//存款金额
DrawThread（Stringname,MyCountmyCount,intx）{
this.name=name;
this.myCount=myCount;
this.x=x;
}
publicvoidrun（）{
myCount.drawing（x,name）;
}
}
/**
*普通银行账户，不可透支
*/
classMyCount{
privateStringoid;//账号
privateintcash;//账户余额
MyCount（Stringoid,intcash）{
this.oid=oid;
this.cash=cash;
}
/**
*存款
*
*@paramx操作金额
*@paramna
升级会员 