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Java并发基础知识

2017-03-18
NoPerfectName

并发的多面性

用并发解决的问题大致分为两类:
(1)速度:提高运行在单处理器和多处理器上的程序的性能。
(2)设计可管理性:Java提供了一个重要的组织结构上的好处,即使程序的设计得到极大地简化,如游戏中仿真的设计。
编写多线程最基本的困难在于:
协调不同线程驱动的任务之间对这些资源的使用,以使得这些资源不会同时被多个任务访问。


线程池

Executor允许用户管理异步任务的执行,而无须显示地管理线程的生命周期。Executor是启动任务的优先方法。

Executor 线程池的顶级接口
ExecutorService 真正的线程池接口
ThreadPoolExecutor ExecutorService的默认实现
ScheduledExecutorService 能和Timer/TimerTask类似,解决那些需要任务重复执行的问题
ScheduledThreadPoolExecutor 继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现,周期性任务调度的类实现

要配置一个线程池是比较复杂的,尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下,很有可能配置的线程池不是较优的,因此在Executors类里面提供了一些静态工厂,生成一些常用的线程池。

1 newSingleThreadExecutor
创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作,也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束,那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。

2 newFixedThreadPool
创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程,直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变,如果某个线程因为执行异常而结束,那么线程池会补充一个新线程。

3 newCachedThreadPool(通常情况下为首选)
创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程, 那么就会回收部分空闲(60秒不执行任务)的线程,当任务数增加时,此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制,线程池大小完全依赖于操作系统(或者说JVM)能够创建的最大线程大小。

4 newScheduledThreadPool
创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。


从任务中产生返回值

Runnable是执行工作的独立任务,但是并不返回任何值。Callable接口是一个具有参数类型的泛型,它可以利用方法call()来获得任务的一个返回值,并且必须由ExecutorService.submit()调用。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;

class TaskWithResult implements Callable<String> {
    private int id;

    public TaskWithResult(int id) {
        this.id = id;
    }

    @Override
    public String call() throws Exception {
        return "result of TaskWithResult" + id;
    }
}

public class CallableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
        List<Future<String>> futureList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            futureList.add(exec.submit(new TaskWithResult(i)));
        }

        for (Future<String> f : futureList) {
            try {
                System.out.println(f.get());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (ExecutionException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                exec.shutdown();
            }

        }
    }
}



后台线程

所谓后台线程,是指在程序运行的时候在后台提供的一种通用服务的线程,并且这种线程并不属于程序中不可或缺的一部分。因此,当所有的非后台线程结束时,程序也就终止了,同时会杀死所有后台线程。反过来说,只要有任何非后台线程在运行,程序就不会终止。比如,执行main()就是一个非后台线程。


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