JDK5中的多线程并发库.docx

1、JDK5中的多线程并发库1. 线程 线程与进程的关系进程是一个正在执行中的程序，线程是程序执行过程中的一条分支，一个进程可以有多个线程。 创建线程的方式 Thread子类自定义一个类继承Thread类，重写其中run()方法。创建该类对象并调用start()方法，就会开启一条新线程并执行run()方法中的代码。 Runnable自定义一个类实现Runnable接口，重启其中run()方法。创建该类对象并创建Thread对象，在创建Thread对象时将Runnbale对象传入构造函数。调用Thread对象的start()方法时就会开启线程运行Runnbale对象的run()方法中的代码。 Thr

2、ead类常用方法 sleep(long)当前线程休眠指定毫秒 currentThread()获取当前线程对象 getName()获取当前线程的名字 setName(String)设置当前线程的名字 setDaemon(boolean)设置线程为守护线程，守护线程在进程中没有任何非守护线程执行时自动结束，该方法只能在线程调用start()之前使用 join()当前线程暂停，等待加入的线程运行结束之后继续2. 计时器 什么是计时器Timer是一种工具，用其安排在后台线程中执行的任务。可安排任务执行一次，或者定期重复执行。可以通过构造函数设置其线程名及是否为守护线程。 安排任务 schedule(T

3、imerTask, long)安排任务，延迟指定毫秒后执行 schedule(TimerTask, Date)安排任务，在指定时间执行 schedule(TimerTask, long, long)安排任务，延迟指定毫秒后执行第一次，之后每间隔指定毫秒重复运行 schedule(TimerTask, Date, long)安排任务，在指定时间时执行第一次，之后每间隔指定毫秒重复运行 练习使用计时器安排任务，先2秒执行一次，然后4秒执行一次，再2秒执行一次，4秒执行一次，循环使用计时器安排任务，周一到周五每天凌晨4点执行。 3. 同步 同步代码块使用synchronized(锁对象)同步代码形式

4、进行同步，多个线程执行同步代码块时如果使用的锁对象相同，只能有一个线程执行。 同步方法使用synchronized关键字修饰方法，这时整个方法都是同步的，使用this作为锁对象。 静态同步方法静态方法也可以使用synchronized关键字修饰，方法内部的代码也是同步的，这时的锁对象是当前类的Class对象。4. 通信 等待在同步代码中调用锁对象的wait()方法，可以让当前线程等待 通知唤醒使用锁对象的notify()方法可以唤醒在该对象上等待的随机一个线程使用锁对象的notifyAll()方法可以唤醒在该对象上等待的所有线程 练习创建2个线程，其中一个线程内部执行3次打印，另外一个线程内部

5、执行5次打印，第一个线程再执行3次，第二个执行5次，如此交替执行10次。5. 线程范围内共享数据 应用场景在程序开发过程中我们经常需要在同一个线程中共享数据，例如我们常见的银行转账的案例，转入和转出是同一个线程上执行的两个方法，他们应该共享一个事务对象。 解决方案 自定义Map使用一个Key对象为Thread类型的Map用来保存数据。在存储对象时将当前线程存为Key，数据存为Value。获取对象时使用当前线程对象即可获取到线程内部共享的数据。 ThreadLocalJava中为我们提供了一个和当前线程相关的容器ThreadLocal。当调用其set()方法时会将数据和当前线程绑定，调用get(

6、)方法时则是获取和当前线程绑定的数据。 一个ThreadLocal只能存储一个数据，如果有多个数据需要在线程范围内共享，可以创建多个ThreadLocal，或者将多个数据存入一个对象，将对象存入ThreadLocal。 练习开启4个线程，线程开启后均为死循环，它们同时操作一个int变量，2个线程中对变量每次加3并且打印，另外2个线程中对变量每次减3并打印。6. 原子类型 什么是原子类型JDK5之后，Java中的java.util.concurrent.atomic包中提供了一些原子类型，可以对Integer、Long、Boolean和引用数据类型进行一些常用的操作，这些操作都是具有原子性的。原

7、子性即为不可分割的，例如我们说一组操作具有原子性，就是指这组操作的执行过程中CPU不会跳转到其他线程工作 常用API AtomicInteger：具有原子性的IntegeraddAndGet(int) 对数字增加指定值，并且返回更新后的值incrementAndGet() 对数字加1并且返回更新后的值decrementAndGet() 对数字减1并且返回更新后的值set(int) 设置为指定数值 AtomicIntegerArray：具有原子性的Integer数组addAndGet(int, int) 对指定索引位置上的数值增加指定值，并且返回更新后的值incrementAndGet(int)

8、 将指定索引上的数值加1并返回decrementAndGet(int) 将指定索引上的数值减1并返回set(int, int) 将指定索引上的值赋值为指定值 AtomicIntegerFieldUpdater：Integer字段更新器newUpdater(Class, String) 获取指定类的指定属性的更新器addAndGet(Object, int) 将指定对象上的属性设置为指定值7. 线程池 什么是线程池当我们需要执行多个任务，每个任务都需要一个线程去执行的时候，并不一定需要每次都创建一个线程，因为线程的创建和销毁都是比较消耗性能的。我们可以事先创建一些线程，存储在一个容器池中，当需要

9、执行任务的时候从池中获取一个线程，任务执行结束之后再将线程还回池中。JDK5之后，Java中提供了工具类Exetors，用来创建各种线程池。ExecutorService、ScheduledExecutorService 固定大小的线程池使用newFixedThreadPool(int) 方法创建一个固定大小的线程池，池内线程个数为指定int值调用线程池的execute(Runnable) 方法来添加一个任务，如果池中有空闲线程，将会立即执行任务，如果池中没有空闲线程，任务将会等待池中线程完成之前的任务之后才执行 缓冲线程池使用newCachedThreadPool () 方法创建一个缓冲线程

10、池，池内最初没有线程调用线程池的execute(Runnable) 方法来添加一个任务，如果池中有空闲线程，将会立即执行任务，如果池中没有空闲线程则会创建新线程执行，线程空闲60秒后销毁 单独线程池使用newSingleThreadExecutor() 方法创建一个单独线程池，池内始终只有1个线程，如果该线程被杀死，则会重新创建调用线程池的execute(Runnable) 方法来添加一个任务，如果池中线程空闲，将会立即执行任务，如果线程忙碌，则等待线程完成上次的任务之后才执行 计时器线程池使用newScheduledThreadPool(int) 方法创建一个计时器线程池，池内线程数为指定i

11、nt值调用线程池的execute(Runnable) 可以添加一个立即执行的任务，原理和newFixedThreadPool(int)相同还可以调用schedule(Runnable, long, TimeUnit) 方法来指定定时任务 Callable和FutrueExecutorService还可以调用submit(Callable) 方法执行一个任务，在call() 方法中定义任务内容并且返回一个值submit方法会返回一个Future对象，在任务执行结束时，Future对象的get()方法可以得到call() 方法返回的值，如果调用get()方法时任务未完成，那么线程将阻塞等待任务完成

12、 CompletionService使用CompletionService可以批量添加任务之后获取最先完成的任务返回的结果使用构造函数ExecutorCompletionService(Executor) 创建对象，然后使用submit(Callable) 方法添加任务调用CompletionService的take() 方法可以获取到最先完成的任务返回的Future对象8. 锁 ReentrantLock使用在多线程并发时可以使用ReentrantLock对象的lock()方法开始同步，unlock()方法结束同步。使用相同Lock对象同步的代码同一时间只能一个线程执行，原理和synchro

13、nized相同。通常解锁的代码会放在finally中执行，避免出现一场无法解锁的问题。 ReentrantReadWriteLock使用构造函数ReentrantReadWriteLock()可以创建读写锁对象，调用其readLock()可以获取读锁，调用writeLock()方法可以获取写锁读锁和读锁之间不互斥，写锁和写锁之间互斥，写锁和读锁也互斥 练习设计一个缓存容器，可以缓存多个对象。当调用缓存容器取数据时如果其中没有查询数据，则从数据库查找，如果有就直接返回。9. 条件分支 Condition使用Lock的newCondition()方法可以获取一个Condition，Conditio

14、n对象拥有和Object类似的wait()、notify()、notifyAll()功能，分别为await()、signal()、signalAll()区别是如果使用synchronized同步时只能使用锁对象来wait()、notify()、notifyAll()，这时notify()方法只能唤醒随机一个线程而使用Condition时可以创建多个分支对象，让线程在不同的分支上等待，并且可以唤醒指定分支上的线程 练习创建3个线程，其中一个线程内部执行3次打印，一个线程内部执行5次打印，另外一个线程内部执行7次.打印。第一个线程再执行3次，第二个执行5次，第三个执行7次，如此交替执行10次。10

15、. 同步工具类 Semaphore可以在多个线程并发时指定同时执行线程的个数。使用构造函数Semaphore(int)创建信号灯，指定并发个数。在线程开始执行后调用acquire()方法占用一个并发数，线程结束时使用release()释放一个并发数。类似银行排号功能，多个客户即为多条线程，并发数量取决于银行开了几个窗口，其他客户等待前面客户办理业务结束之后排队继续。 CyclicBarrier可以在多线程并发执行的时设置标记，等待其他线程。使用构造函数CyclicBarrier(int)创建对象，指定等待线程的个数。在线程开始执行之后可以使用CyclicBarrier的await()方法控制先

16、到的线程等待，直到等待的线程到达指定个数时所有线程继续。类似集体旅游爬山，从山脚开始爬山每个人速度不同，到达山顶的时间不同，但是先到的等待后来的一起开饭。饭后下山的速度也有所不同，先到的在车上等待后来的一起开车回家。 CountDownLatch可以在多线程并发执行时设置等待，等待倒计时结束之后继续。使用构造函数CountDownLatch(int)创建对象，指定倒计时次数。在线程开始之后可以使用await()方法控制线程等待倒计时，使用countDown()方法进行倒计时，当调用countDown()到达指定次数之后await()的线程继续执行。类似于田径赛跑，运动员等待裁判倒数开始，裁判等

17、待运动员到达终点。 Exchanger可以在多线程并发时设置等待，等待另一线程运行到指定位置，并且交换数据。使用构造函数Exchanger()创建对象。在线程开始之后可以使用exchange(Object)方法控制当前线程等待，直到有另一个线程也调用该方法时交换数据，并继续执行。类似于买卖双方约定交易地点，其中一方先到之后等待另外一方，双方到齐之后一手交钱一手交货。11. 阻塞队列 BlockingQueue阻塞队列，可以支持多个线程向队列中添加获取元素。ArrayBlockingQueue 为数组实现的固定大小的阻塞队列LinkedBlockingQueue 为链表实现的不固定大小的阻塞队列练习：使用BlockingQueue完成线程之间的通信，3个线程轮流打印12. 同步集合ConcurrentHashMap 线程安全的HashMap，类似于HashtableConcurrentSkipListMap 线程安全的TreeMapConcurrentSkipListSet 线程安全的TreeSetCopyOnWriteArrayList 线程安全的ArrayList