java線程的原理和實(shí)現(xiàn)方式

本篇內(nèi)容介紹了“java線程的原理和實(shí)現(xiàn)方式”的有關(guān)知識(shí)，在實(shí)際案例的操作過(guò)程中，不少人都會(huì)遇到這樣的困境，接下來(lái)就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

多線程的實(shí)現(xiàn)方式以及區(qū)別

我們都知道，實(shí)現(xiàn)多線程的方式是繼承Thread類和實(shí)現(xiàn)Runable接口，那么除了java中不允許多繼承的這個(gè)特性，他們之間還有什么區(qū)別呢？我們看下面這個(gè)例子：

//繼承Thread類
public class ThreadTest extends Thread {
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
    @Override
    public void run() {
       for(int i=0;i<5;i++){
           System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + count.incrementAndGet());
       }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new ThreadTest().start();
        new ThreadTest().start();
    }
}

//實(shí)現(xiàn)Runable接口
public class RunnableTest implements Runnable {
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + count.incrementAndGet());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        RunnableTest rab=new RunnableTest();
        new Thread(rab).start();
        new Thread(rab).start();
    }
}

通過(guò)觀察console信息我們可以看到，繼承Thread類，無(wú)法共享對(duì)象資源，而實(shí)現(xiàn)Runable則可以；這讓我們可以針對(duì)不同的業(yè)務(wù)情況作出不同的選擇。

線程的狀態(tài)

Thread.State枚舉中定義了線程的六種狀態(tài)

關(guān)于線程狀態(tài)流轉(zhuǎn)，看下面這幅圖；左邊是正常狀態(tài)流轉(zhuǎn)，右邊是存在block和waiting的情況：

網(wǎng)上有些文章說(shuō)線程還分為ready和running狀態(tài)，這里需要注意的是，這兩種執(zhí)行狀態(tài)都屬于Runable狀態(tài)；ready和running狀態(tài)其實(shí)是描述VM/OS是否線程分配CPU資源，JVM并不能決定這一事情。當(dāng)然運(yùn)行中的線程通過(guò)調(diào)用yield方法是可以將running狀態(tài)的線程切換到ready狀態(tài)，但這一過(guò)程是OS層面的事情而非JVM層面。

有關(guān)線程的方法

在實(shí)現(xiàn)多線程的過(guò)程中，我們需要用到相關(guān)方法來(lái)進(jìn)行線程狀態(tài)的切換，已達(dá)到不同的目的。

• Thread類的相關(guān)方法

• Object類的相關(guān)方法
  Obj類主要有wait()和notify()、notifyAll()三個(gè)方法來(lái)控制多線程讀共享數(shù)據(jù)的訪問(wèn)；注意這三個(gè)方法不是Thread類的，故只能在同步代碼塊中才會(huì)產(chǎn)生效果。

線程池

我們?cè)谙到y(tǒng)中直接new線程是可以實(shí)現(xiàn)多線程，但是存在以下弊端：

• 線程不能重用，過(guò)多的線程創(chuàng)建和銷毀會(huì)降低系統(tǒng)性能

• 不能控制線程并發(fā)數(shù)量

• 不能指定線程的定時(shí)執(zhí)行等

ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor讓我們可以自定義線程池，它有三個(gè)構(gòu)造函數(shù)，它的參數(shù)含義如下 ：

• 任務(wù)隊(duì)列

workQueue指明了當(dāng)核心線程數(shù)達(dá)到最大時(shí)，任務(wù)的排隊(duì)策略；有三種類型：

• 拒絕策略

在使用有界隊(duì)列的前提下，如果工作隊(duì)列已滿，我們需要設(shè)定拒絕策略

以上拒絕策略中，除了CallerRunsPolicy其他的都好理解，下面我們使用CallerRunsPolicy策略來(lái)和DiscardPolicy進(jìn)行一個(gè)比對(duì)：

我們定義了最大線程是3個(gè)，排隊(duì)兩個(gè)，線程睡眠0.5s以達(dá)到效果；使用DiscardPolicy策略我們可以看到10個(gè)任務(wù)丟棄了5個(gè)。
但是CallerRunsPolicy策略會(huì)讓主線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)，同時(shí)將主線程阻塞，已達(dá)到延緩提交任務(wù)的效果；當(dāng)主線程執(zhí)行完畢后，線程池內(nèi)任務(wù)也執(zhí)行完畢了，這時(shí)線程池會(huì)繼續(xù)接受后續(xù)任務(wù)。

線程池提交方式

我們可以通過(guò)submit、execute方法提交任務(wù)給線程池執(zhí)行，其中submit方法有三個(gè)重載，他們有以下區(qū)別

線程池優(yōu)化策略

• CPU密集型任務(wù)，就需要盡量壓榨CPU，參考值可以設(shè)為 NCPU+1

• IO密集型任務(wù)，參考值可以設(shè)置為2*NCPU

Executors

上面ThreadExecutorPool提供給我們手動(dòng)實(shí)現(xiàn)線程池的方式，同時(shí)J.U.C包下面提供了線程池Executors類，可以讓我們方便的創(chuàng)建線程池。
Executors提供了5種線程池的實(shí)現(xiàn)方式，以針對(duì)不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景：

從上圖中我們可以看到，除了newWorkStealingPool以外，其他的線程池都只是通過(guò)ThreadExecutorPool構(gòu)造函數(shù)，傳遞不同的參數(shù)而實(shí)現(xiàn)不同的效果，這也是本篇博客為什么先介紹ThreadExecutorPool的原因；雖然這幾種線程池區(qū)別已經(jīng)一目了然，我們還是列舉一下它們的特點(diǎn)：

• ForkJoinPool
  ForkJoinPool適用于大型任務(wù)，其核心是Fork和Join；Fork可以將一個(gè)大任務(wù)拆分為多個(gè)小的任務(wù)，Join會(huì)將多個(gè)小的任務(wù)的結(jié)果匯總達(dá)到最終運(yùn)行效果。

舉個(gè)例子：假設(shè)一個(gè)線程池中并發(fā)數(shù)控制在兩個(gè)，但是每個(gè)任務(wù)都要運(yùn)行1分鐘；假設(shè)我們當(dāng)前服務(wù)器有4個(gè)CPU，兩個(gè)在處理任務(wù)，其他的則為空閑狀態(tài)，這時(shí)剩下的兩個(gè)空閑CPU資源是浪費(fèi)的。
試想一下：如果們能使剩下的兩個(gè)空閑的CPU也能利用起來(lái)處理上面兩個(gè)任務(wù)，任務(wù)運(yùn)行肯定會(huì)加快，這就是ForkJoinPool的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)。

不要使用Executors

多數(shù)情況下，不推薦使用Executors，而推薦手動(dòng)創(chuàng)建ThreadExecutorPool，因?yàn)镋xecutors的五種實(shí)現(xiàn)方式有一下缺點(diǎn)：

• 要么不能控制并發(fā)：資源耗盡、OOM

• 要么不能設(shè)置等待隊(duì)列大小：OOM

• 不能指定拒絕策略

線程池的相關(guān)方法

“java線程的原理和實(shí)現(xiàn)方式”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)可以關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章！