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多线程面试基础篇(面试必备,值得收藏)

时间:2024-06-16 10:32:13浏览次数:11  
标签:执行 Thread 必备 面试 Runnable 线程 new 多线程 public

1.并发与并行

  • 并行:指两个或多个事件在同一时刻发生(同时执行)。
  • 并发:指两个或多个事件在同一个时间段内发生(交替执行)。
  • 并发指的是在一段时间内宏观上有多个程序同时运行,微观上这些程序是分时的交替运行

    在多个 CPU 系统中,则这些可以并发执行的程序便可以分配到多个处理器上(CPU),实现多任务并行执行,即利用每个处理器来处理一个可以并发执行的程序,这样多个程序便可以同时执行。目前电脑市场上说的多核 CPU,便是多核处理器,核越多,并行处理的程序越多,能大大的提高电脑运行的效率。

    注意:单核处理器的计算机肯定是不能并行的处理多个任务的,只能是多个任务在单个CPU上并发运行。同理,线程也是一样的,从宏观角度上理解线程是并行运行的,但是从微观角度上分析却是串行运行的,即一个线程一个线程的去运行,当系统只有一个CPU时,线程会以某种顺序执行多个线程,我们把这种情况称之为线程调度。

2.线程与进程

  •  进程:进程是程序的一次执行过程,是系统运行程序的基本单位;系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。
    • 概述: 进程其实就是应用程序的可执行单元,
    • 特点:
      • 1.每个进程都有一个独立的内存空间
      • 2.一个应用程序可以有多个进程
  •  线程:是进程中的一个执行单元,负责当前进程中程序的执行,一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的,这个应用程序也可以称之为多线程程序。
    • 概述:线程是进程中的一个执行单元
    • 特点:
      • 每个线程都有一个独立的内存空间
      • 一个进程可以有多条线程
  •  一个java程序其实就是一个进程,而一个进程一次只能执行一条线程,所以java只有高并发

进程与线程的区别

  • 进程:有独立的内存空间进程中的数据存放空间(堆空间和栈空间)是独立的,至少有一个线程。
  • 线程:堆空间是共享的,栈空间是独立的线程消耗的资源比进程小的多。

注意:下面内容为了解知识点

1:因为一个进程中的多个线程是并发运行的,那么从微观角度看也是有先后顺序的,哪个线程执行完全取决于 CPU 的调度,程序员是干涉不了的。而这也就造成的多线程的随机性。

2:Java 程序的进程里面至少包含两个线程,主进程也就是 main()方法线程,另外一个是垃圾回收机制线程。每当使用 java 命令执行一个类时,实际上都会启动一个 JVM,每一个 JVM 实际上就是在操作系统中启动了一个线程,java 本身具备了垃圾的收集机制,所以在 Java 运行时至少会启动两个线程。

3:由于创建一个线程的开销比创建一个进程的开销小的多,那么我们在开发多任务运行的时候,通常考虑创建多线程,而不是创建多进程。

3.线程调度:

  •  分时调度 所有线程轮流使用 CPU 的使用权,平均分配每个线程占用 CPU 的时间。
  •  抢占式调度 优先让优先级高的线程使用 CPU,如果线程的优先级相同,那么会随机选择一个(线程随机性),Java使用的为抢占式调度。
  • java中线程的调度是抢占式调度

4.什么叫做线程上下文切换

CPU通过给每个线程分配CPU时间片来实现线程执行间的快速切换 所谓的时间片就是CPU分配给每个线程的执行时间,当某个线程获取到CPU时间片后,就会在一定时间内执行,当时间片到期,则该线程会进入到挂起等待状态。通过在CPU的高速切换,让使用者感觉是在同时执行。

简单来说:线程从挂起到再加载的过程,就是一次上下文切换。

引起上下文切换的几种情况:

  • 时间片用完,CPU正常调度下一个任务。
  • 被其他优先级更高的任务抢占。
  • 执行任务碰到IO阻塞,调度器挂起当前任务,切换执行下一个任务。
  • 用户代码主动挂起当前任务让出CPU时间。
  • 多任务抢占资源,由于没有抢到被挂起。
  • 硬件中断。

5. CPU时间片轮转机制&优化

 线程的执行,是依赖于CPU给每个线程分配的时间来进行。在CPU时间片轮转机制中,如果一个线程的时间片到期,则CPU会挂起该线程并给另一个线程分配一定的时间分片如果进程在时间片结束前阻塞或结束,则 CPU 会立即进行切换。

 时间片太短会导致频繁的进程切换,降低了 CPU 效率: 而太长又可能引起对短的交互请求的响应变差。时间片为 100ms 通常是一个比较合理的折衷。

6.Thread类

Thread类的构造方法

线程开启我们需要用到了java.lang.Thread类

  •  public Thread():分配一个新的线程对象,线程名由系统默认给出。
  •  public Thread(String name):分配一个指定名字的新的线程对象。
  •  public Thread(Runnable target):分配一个带有指定目标新的线程对象 Runnable任务接口,线程名由系统默认给出
  •  public Thread(Runnable target,String name):分配一个带有指定目标新的线程对象并指定名字。 
- 创建线程的方式2种:
    1. 继承Thread类的方式
    2. 实现Runnable接口的方式

7.Thread类的常用方法

  • public void start():导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法。
  • public void run():此线程要执行的任务在此处定义代码。
  • public String getName():获取当前线程名称。
  • public static void sleep(long millis):使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停(暂时停止执行)。
  • public static Thread currentThread():返回对当前正在执行的线程对象的引用

创建线程的方式总共有两种,一种是继承Thread类方式,一种是实现Runnable接口方式

8.常见线程的方式

1.方式一_继承方式

Java使用java.lang.Thread类代表线程,所有的线程对象都必须是Thread类或其子类的实例。每个线程的作用是完成一定的任务,实际上就是执行一段程序流即一段顺序执行的代码。Java使用线程执行体来代表这段程序流。Java中通过继承Thread类来创建启动多线程的步骤如下:

  1. 定义Thread类的子类,并重写该类的run()方法该run()方法的方法体就代表了线程需要完成的任务,因此把run()方法称为线程执行体。
  2. 创建Thread子类的实例,即创建了线程对象
  3. 调用线程对象的start()方法来启动该线程

测试类:

public class Demo01 {
	public static void main(String[] args) {
		//创建自定义线程对象
		MyThread mt = new MyThread("新的线程!");
		//开启新线程
		mt.start();
		//在主方法中执行for循环
		for (int i = 0; i < 200; i++) {
			System.out.println("main线程!"+i);
		}
	}
}

 自定义线程类:

public class MyThread extends Thread {
	//定义指定线程名称的构造方法
	public MyThread(String name) {
		//调用父类的String参数的构造方法,指定线程的名称
		super(name);
	}
  	public MyThread() {
		//不指定线程的名字,线程有默认的名字Thread-0
	}
	/**
	 * 重写run方法,完成该线程执行的逻辑
	 */
	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 200; i++) {
			System.out.println(getName()+":正在执行!"+i);
		}
	}
}
2.方式二_实现方式

步骤如下:

  1. 定义Runnable接口的实现类,并重写该接口的run()方法,该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
  2. 创建Runnable实现类的实例,并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正的线程对象。
  3. 调用线程对象的start()方法来启动线程。

代码如下:

public class MyRunnable implements Runnable{
	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 20; i++) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
		}
	}
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建自定义类对象  线程任务对象
        MyRunnable mr = new MyRunnable();
        //创建线程对象
        Thread t = new Thread(mr, "小强");
        t.start();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("旺财 " + i);
        }
    }
}

实际上所有的多线程代码都是通过运行Thread的start()方法来运行的。因此,不管是继承Thread类还是实现Runnable接口来实现多线程,最终还是通过Thread的对象的API来控制线程的,熟悉Thread类的API是进行多线程编程的基础。

tips:Runnable对象仅仅作为Thread对象的target,Runnable实现类里包含的run()方法仅作为线程执行体。而实际的线程对象依然是Thread实例,只是该Thread线程负责执行其target的run()方法。

Thread和Runnable的区别

如果一个类继承Thread,则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话,则很容易的实现资源共享。

总结:

实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势:

  1. 适合多个相同的程序代码的线程去共享同一个资源。
  2. 可以避免java中的单继承的局限性。
  3. 增加程序的健壮性,实现解耦操作,代码可以被多个线程共享,代码和线程独立。
  4. 线程池只能放入实现Runable或Callable类线程,不能直接放入继承Thread的类。
3.方式二—匿名内部类

使用线程的匿名内部类方式,可以方便的实现每个线程执行不同的线程任务操作。

使用匿名内部类的方式实现Runnable接口,重写Runnable接口中的run方法:

public class NoNameInnerClassThread {
   	public static void main(String[] args) {	   	
//		new Runnable(){
//			public void run(){
//				for (int i = 0; i < 20; i++) {
//					System.out.println("张宇:"+i);
//				}
//			}  
//	   	}; //---这个整体  相当于new MyRunnable()
        Runnable r = new Runnable(){
            public void run(){
                for (int i = 0; i < 20; i++) {
                  	System.out.println("张宇:"+i);
                }
            }  
        };
        new Thread(r).start();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
          	System.out.println("费玉清:"+i);
        }
   	}
}
4.方式三

JDK5提供了Callable接口和FutureTask类来创建线程,它最大的优点就是有返回值。在Callable接口中有一个call方法,重写call方法就是线程要执行的代码,它是有返回值的

1.先定义一个Callable接口的实现类,重写call方法
2.创建Callable实现类的对象
3.创建FutureTask类的对象,将Callable对象传递给FutureTask
4.创建Thread对象,将Future对象传递给Thread
5.调用Thread的start()方法启动线程(启动后会自动执行call方法)
   等call()方法执行完之后,会自动将返回值结果封装到FutrueTask对象中
   
6.调用FutrueTask对的get()方法获取返回结果

public class ThreadTest3 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 3、创建一个Callable的对象
        Callable<String> call = new MyCallable(100);
        // 4、把Callable的对象封装成一个FutureTask对象(任务对象)
        // 未来任务对象的作用?
        // 1、是一个任务对象,实现了Runnable对象.
        // 2、可以在线程执行完毕之后,用未来任务对象调用get方法获取线程执行完毕后的结果。
        FutureTask<String> f1  = new FutureTask<>(call);
        // 5、把任务对象交给一个Thread对象
        new Thread(f1).start();

        // 6、获取线程执行完毕后返回的结果。
        // 注意:如果执行到这儿,假如上面的线程还没有执行完毕
        // 这里的代码会暂停,等待上面线程执行完毕后才会获取结果。
        String rs = f1.get();
        System.out.println(rs);
    }
}

9.线程安全问题

电影院要卖票,我们模拟电影院的卖票过程。假设要播放的电影是 “葫芦娃大战奥特曼”,本次电影的座位共100个(本场电影只能卖100张票)。我们来模拟电影院的售票窗口,实现多个窗口同时卖 “葫芦娃大战奥特曼”这场电影票(多个窗口一起卖这100张票)需要窗口,采用线程对象来模拟;需要票,Runnable接口子类来模拟。

模拟票:

public class MyRunnable implements Runnable {
    int tickets = 100;// 4个窗口共同卖的票 共享变量
    @Override
    public void run() {
        // 实现卖票的操作
        // 死循环卖票
        while (true){
            // 当票卖完了,就结束
            if (tickets < 1){
                break;
            }
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":正在出售第"+tickets+"张票");
            tickets--;
        }
    }
}

测试类:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        /*
            多行代码的问题:
                通过案例演示该问题: 电影院4个窗口卖票,卖的是同一份票,这份票总共有100张票
                分析:
                    1. 电影院4个窗口 相当于 4条线程
                    2. 电影院4个窗口 卖票的操作是一样 相当于每条线程的任务是一样的
         */
        // 电影院4个窗口  去卖票
        MyRunnable mr = new MyRunnable();
        Thread t1 = new Thread(mr,"窗口1");
        Thread t2 = new Thread(mr,"窗口2");
        Thread t3 = new Thread(mr,"窗口3");
        Thread t4 = new Thread(mr,"窗口4");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
}

程序执行后,结果会出现的问题

发现程序出现了两个问题:

  1. 相同的票数,比如100这张票被卖了四回。
  2. 不存在的票,比如0票与-1票,-2票,是不存在的。

这种问题,几个窗口(线程)票数不同步了,这种问题称为线程不安全。

卖票案例问题分析:

10.synchronized

  •  synchronized关键字:表示“同步”的。可以对“多行代码”进行“同步”——将多行代码当成是一个完整的整体,一个线程如果进入到这个代码块中,会全部执行完毕,执行结束后,其它线程才会执行。
  •  synchronized被称为“重量级的锁”方式,也是“悲观锁”——效率比较低。 
  •  synchronized有几种使用方式:a).同步代码块b).同步方法【常用】 

当我们使用多个线程访问同一资源的时候,且多个线程中对资源有写的操作,就容易出现线程安全问题。

要解决上述多线程并发访问一个资源的安全性问题:也就是解决重复票与不存在票问题,Java中提供了同步机制(synchronized)来解决。

11.同步代码块

  • 同步代码块:synchronized关键字可以用于方法中的某个区块中,表示只对这个区块的资源实行互斥访问。
synchronized(同步锁){
     需要同步操作的代码
}

同步锁:

对象的同步锁只是一个概念,可以想象为在对象上标记了一个锁.

  1. 锁对象 可以是任意类型
  2. 多个线程对象要使用同一把锁。
1.建议把共享资源作为锁对象, 不要将随便无关的对象当做锁对象
2.对于实例方法,建议使用this作为锁对象
3.对于静态方法,建议把类的字节码(类名.class)当做锁对象

注意:在任何时候,最多允许一个线程拥有同步锁,谁拿到锁就进入代码块,其他的线程只能在外等着

使用同步代码块解决代码:

public class MyRunnable implements Runnable {
    int tickets = 100;// 4个窗口共同卖的票 共享变量
    @Override
    public void run() {
        // 实现卖票的操作
        // 死循环卖票
        while (true) {
            // 当票卖完了,就结束
            // 加锁
            synchronized (this) {// mr钥匙
                if (tickets < 1) {
                    break;
                }
                try {
                    Thread.sleep(200);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":正在出售第" + tickets + "张票");
                tickets--;
            }
            // 释放锁
        }
    }
}
public class Test {
    //static Object lock  = new Object();
    public static void main(String[] args) {
       
        // 电影院4个窗口  去卖票
        MyRunnable mr = new MyRunnable();
        Thread t1 = new Thread(mr,"窗口1");
        Thread t2 = new Thread(mr,"窗口2");
        Thread t3 = new Thread(mr,"窗口3");
        Thread t4 = new Thread(mr,"窗口4");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
}

 

12.同步方法

  • 同步方法:使用synchronized修饰的方法,就叫做同步方法,保证A线程执行该方法的时候,其他线程只能在方法外等着。

格式:

public synchronized void method(){
   	可能会产生线程安全问题的代码
}

同步锁是谁?

      对于非static方法,同步锁就是this。

      对于static方法,我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class)。

 线程A中使用的是同步代码块,线程B中使用的是同步方法,线程A和线程B要实现同步,

 那么线程A中的同步代码块锁对象和线程B中的同步方法的锁对象要一致,否则锁不住

 使用同步方法代码如下:

public class MyRunnable implements Runnable {
    int tickets = 100;// 4个窗口共同卖的票 共享变量
    @Override
    public  void run() {
        // 实现卖票的操作
        // 死循环卖票
        while (true) {
            // 当票卖完了,就结束
            // 加锁
            if (sellTickets()) break;
            // 释放锁
        }
    }
    private  synchronized boolean sellTickets() {
        if (tickets < 1) {
            return true;
        }
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":正在出售第" + tickets + "张票");
        tickets--;
        return false;
    }
}
public class Test {
    //static Object lock  = new Object();
    public static void main(String[] args) {
        // 电影院4个窗口  去卖票
        MyRunnable mr = new MyRunnable();
        Thread t1 = new Thread(mr,"窗口1");
        Thread t2 = new Thread(mr,"窗口2");
        Thread t3 = new Thread(mr,"窗口3");
        Thread t4 = new Thread(mr,"窗口4");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
}

13.Lock锁

java.util.concurrent.locks.Lock机制提供了比synchronized代码块和synchronized方法更广泛的锁定操作,同步代码块/同步方法具有的功能Lock都有,除此之外更强大

Lock锁也称同步锁,加锁与释放锁方法化了,如下:

  • public void lock():加同步锁。
  • public void unlock():释放同步锁。
public class MyRunnable implements Runnable {
    int tickets = 100;// 4个窗口共同卖的票 共享变量
    Lock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        // 实现卖票的操作
        // 死循环卖票
        while (true) {
            // 当票卖完了,就结束
            // 加锁
            lock.lock();
            if (tickets < 1) {// 窗口1 0
                lock.unlock();
                break;// 结束卖票
            }
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":正在出售第" + tickets + "张票");
            tickets--;
            // 释放锁
            lock.unlock();
        }
    }
}

14.高并发及线程安全

  • 高并发:是指在某个时间点上,有大量的用户(线程)同时访问同一资源。例如:天猫的双11购物节、12306的在线购票在某个时间点上,都会面临大量用户同时抢购同一件商品/车票的情况。
  • 线程安全在某个时间点上,当大量用户(线程)访问同一资源时,由于多线程运行机制的原因,可能会导致被访问的资源出现"数据污染"的问题。

15.多线程的运行机制

  •  当一个线程启动后,JVM会为其分配一个独立的"线程栈区",这个线程会在这个独立的栈区中运行。 
  •  多个线程在各自栈区中独立、无序的运行,当访问一些代码,或者同一个变量时,就可能会产生一些问题 

16.多线程的安全性问题-可见性

  •  概述: 一个线程没有看见另一个线程对共享变量的修改
  •  简而言之: 就是所有共享变量都是存在主内存中的,线程在执行的时候,有单独的工作内存,会把共享变量拷贝一份到线程的单独工作内存中,并且对变量所有的操作,都是在单独的工作内存中完成的,不会直接读写主内存中的变量值

17.多线程的安全性问题-有序性

  •  有些时候“编译器”在编译代码时,会对代码进行“重排”,例如:             int a = 10;     //1             int b = 20;     //2             int c = a + b;   //3第一行和第二行可能会被“重排”:可能先编译第二行,再编译第一行,总之在执行第三行之前,会将1,2编译完毕。1和2先编译谁,不影响第三行的结果。

 但在“多线程”情况下,代码重排,可能会对另一个线程访问的结果产生影响:

  •  多线程环境下,我们通常不希望对一些代码进行重排的!! 

18.多线程的安全性问题-原子性

  •  概述:所谓的原子性是指在一次操作或者多次操作中,要么所有的操作全部都得到了执行并且不会受到任何因素的干扰而中断,要么所有的操作都不执行,多个操作是一个不可以分割的整体。
  •  请看以下示例:
    • 一条子线程和一条主线程都对共享变量a进行操作,每条线程对a操作100000次

原因:两个线程对共享变量的操作产生覆盖的效果

 

19.volatile关键字

  • volatile(vo lei tai)是一个"变量修饰符",它只能修饰"成员变量",它能强制线程每次从主内存获取值,并能保证此变量不会被编译器优化。
  • volatile能解决变量的可见性、有序性;
  • volatile不能解决变量的原子性

 volatile解决可见性当变量被修饰为volatile时,会迫使线程每次使用此变量,都会去主内存获取,保证其可见性 

volatile解决有序性

 当变量被修饰为volatile时,会禁止代码重排

20.原子类

  •  在java.util.concurrent.atomic包下定义了一些对“变量”操作的“原子类”:    1).java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger:对int变量操作的“原子类”;    2).java.util.concurrent.atomic.AtomicLong:对long变量操作的“原子类”;    3).java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean:对boolean变量操作的“原子类”;它们可以保证对“变量”操作的:原子性、有序性、可见性。 我们能看到,无论程序运行多少次,其结果总是正确的! 

21.CAS机制

 

22.线程池

因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。

1.线程池概念
  • 线程池:其实就是一个容纳多个线程的容器,其中的线程可以反复使用,省去了频繁创建线程对象的操作,无需反复创建线程而消耗过多资源。主要特点为:线程复用;控制最大并发数;管理线程
2.创建线程池

在JDK5版本中提供了代表线程池的接口ExecutorService,而这个接口下有一个实现类叫ThreadPoolExecutor类,使用ThreadPoolExecutor类就可以用来创建线程池对象。

接下来,用这7个参数的构造器来创建线程池的对象。代码如下

ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(
    3,  //核心线程数有3个
    5,  //最大线程数有5个。   临时线程数=最大线程数-核心线程数=5-3=2
    8,  //临时线程存活的时间8秒。 意思是临时线程8秒没有任务执行,就会被销毁掉。
    TimeUnit.SECONDS,//时间单位(秒)
    new ArrayBlockingQueue<>(4), //任务阻塞队列,没有来得及执行的任务在,任务队列中等待
    Executors.defaultThreadFactory(), //用于创建线程的工厂对象
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() //拒绝策略
);
  • 临时线程什么时候创建?

新任务提交时,发现核心线程都在忙、任务队列满了、并且还可以创建临时线程,此时会创建临时线程。

  • 什么时候开始拒绝新的任务?

核心线程和临时线程都在忙、任务队列也满了、新任务过来时才会开始拒绝任务。

3.线程池执行Runnable任务

线程池执行的任务可以有两种,一种是Runnable任务;一种是callable任务。下面的execute方法可以用来执行Runnable任务。

先准备一个线程任务类

public class MyRunnable implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        // 任务是干啥的?
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ==> 输出666~~");
        //为了模拟线程一直在执行,这里睡久一点
        try {
            Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

 下面是执行Runnable任务的代码,注意阅读注释,对照着前面的7个参数理解。

ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(
    3,  //核心线程数有3个
    5,  //最大线程数有5个。   临时线程数=最大线程数-核心线程数=5-3=2
    8,  //临时线程存活的时间8秒。 意思是临时线程8秒没有任务执行,就会被销毁掉。
    TimeUnit.SECONDS,//时间单位(秒)
    new ArrayBlockingQueue<>(4), //任务阻塞队列,没有来得及执行的任务在,任务队列中等待
    Executors.defaultThreadFactory(), //用于创建线程的工厂对象
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() //拒绝策略
);
Runnable target = new MyRunnable();
pool.execute(target); // 线程池会自动创建一个新线程,自动处理这个任务,自动执行的!
pool.execute(target); // 线程池会自动创建一个新线程,自动处理这个任务,自动执行的!
pool.execute(target); // 线程池会自动创建一个新线程,自动处理这个任务,自动执行的!
//下面4个任务在任务队列里排队
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);

//下面2个任务,会被临时线程的创建时机了
pool.execute(target);
pool.execute(target);
// 到了新任务的拒绝时机了!
pool.execute(target);

执行上面的代码,结果输出如下

4.线程池执行Callable任务

callable任务相对于Runnable任务来说,就是多了一个返回值。执行Callable任务需要用到下面的submit方法

先准备一个Callable线程任务

public class MyCallable implements Callable<String> {
    private int n;
    public MyCallable(int n) {
        this.n = n;
    }

    // 2、重写call方法
    @Override
    public String call() throws Exception {
        // 描述线程的任务,返回线程执行返回后的结果。
        // 需求:求1-n的和返回。
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            sum += i;
        }
        return Thread.currentThread().getName() + "求出了1-" + n + "的和是:" + sum;
    }
}

 再准备一个测试类,在测试类中创建线程池,并执行callable任务。

public class ThreadPoolTest2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1、通过ThreadPoolExecutor创建一个线程池对象。
        ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(
            3,
            5,
            8,
            TimeUnit.SECONDS, 
            new ArrayBlockingQueue<>(4),
            Executors.defaultThreadFactory(),
            new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

        // 2、使用线程处理Callable任务。
        Future<String> f1 = pool.submit(new MyCallable(100));
        Future<String> f2 = pool.submit(new MyCallable(200));
        Future<String> f3 = pool.submit(new MyCallable(300));
        Future<String> f4 = pool.submit(new MyCallable(400));

        // 3、执行完Callable任务后,需要获取返回结果。
        System.out.println(f1.get());
        System.out.println(f2.get());
        System.out.println(f3.get());
        System.out.println(f4.get());
    }
}

执行后,结果如下图所示

26.死锁

在多线程程序中,使用了多把锁,造成线程之间相互等待.程序不往下走了。( 多条线程,多把锁,造成线程A获取到了线程B需要的锁,而线程B获取到了线程A需要的锁,并且都没有释放)

1.产生死锁的条件

1.有多把锁2.有多个线程3.有同步代码块嵌套

2.死锁代码
public class Test {
    public static void main(String[] args)  {
         new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 任务
                synchronized ("锁A"){
                    System.out.println("张三线程: 拿到了锁A,等待获取锁B...");
                    synchronized ("锁B"){
                        System.out.println("张三线程: 拿到了锁A,锁B,进入了房间");
                    }
                }
            }
        }).start();
        // 创建并执行李四线程
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 任务
                synchronized ("锁B"){
                    System.out.println("李四线程:拿到了锁B,等待获取锁A...");
                    synchronized ("锁A"){
                        System.out.println("李四线程: 拿到了锁A,锁B,进入了房间");
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}

 

3.避免死锁的常见方法

1)避免一个线程同时获取多个锁。

2)避免一个线程在锁内同时占用多个资源,尽量保证每个锁只占用一个资源。

27.线程状态

1.线程状态概述

线程由生到死的完整过程

六种线程状态

线程状态

导致状态发生条件

NEW(新建)

线程刚被创建,但是并未启动。还没调用start方法。MyThread t = new MyThread()只有线程对象,没有线程特征。创建线程对象时

Runnable(可运行)

线程可以在java虚拟机中运行的状态,可能正在运行自己代码,也可能没有,这取决于操作系统处理器。调用了t.start()方法   :就绪(经典叫法)。调用start方法时

Blocked(锁阻塞)

当一个线程试图获取一个对象锁,而该对象锁被其他的线程持有,则该线程进入Blocked状态;当该线程持有锁时,该线程将变成Runnable状态。等待锁对象时

Waiting(无限等待)

一个线程在等待另一个线程执行一个(唤醒)动作时,该线程进入Waiting状态。进入这个状态后是不能自动唤醒的,必须等待另一个线程调用notify或者notifyAll方法才能够唤醒。调用wait()方法时

Timed Waiting(计时等待)

同waiting状态,有几个方法有超时参数,调用他们将进入Timed Waiting状态。这一状态将一直保持到超时期满或者接收到唤醒通知。带有超时参数的常用方法有Thread.sleep 、Object.wait。调用sleep()方法时

Teminated(被终止)

因为run方法正常退出而死亡,或者因为没有捕获的异常终止了run方法而死亡。run方法执行结束时,或者执行任务的时候出现了异常,但没有try处理

2.线程状态的切换

 

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