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  • Java线程实现方式

    千次阅读 2018-04-16 18:56:27
    Java线程实现方式 Java线程实现方式 实现方式 不同实现方式的差异 实现方式 Java线程共有四种不同的实现方式:分别为继承Thread类、实现Runnable接口,实现Callable接口 并...

    实现方式

    Java多线程共有四种不同的实现方式:分别为继承Thread类、实现Runnable接口,实现Callable接口并通过FutureTask包装器创建线程,使用ExecutorService、Callable、Future实现多线程。

    继承Thread类实现多线程

    Thread类本质上实现了Runnable接口,代表一个线程的实例。启动线程的唯一方法是调用类的start方法。start方法是一个native方法,它将启动一个新线程,并执行run方法。

    以这种方式实现多线程较为简单:首先定义自己的类,然后自己的类继承Thread类,并重写run()方法,调用start方法就可以启动一个新线程并执行run方法。示例如下:

    public class ThreadDemo extends Thread{
    	public void run(){
    		System.out.println("ThreadDemo start..");
    	}
    
    	public static void main(String[] args) {
    		ThreadDemo td = new ThreadDemo();
    		td.start();
    	}
    }
    

    实现Runnable接口实现多线程。示例如下:

    public class RunnableDemo implements Runnable{
    	@Override
    	public void run() {
    		System.out.println("RunnableDemo start..");
    	}
    
    	public static void main(String[] args) {
    		RunnableDemo rd = new RunnableDemo();
    		Thread t = new Thread(rd);
    		t.start();
    	}
    }
    

    实现Callable接口并通过FutureTask包装器创建线程。示例如下:

    public class CallableDemo{
    	public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
    		Callable<Integer> call = new Callable<Integer>() {
                @Override
                public Integer call() throws Exception {
                    System.out.println("callable thread start..");
                    Thread.sleep(2000);
                    return 1;
                }
            };
    
            FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(call);
            Thread t =  new Thread(task);
            t.start();
       
            System.out.println("do other thing..");
            System.out.println("callable res=" + task.get());
    	}
    }
    

    使用ExecutorService、Callable、Future实现多线程。示例如下:

    public class ExecutorServiceDemo {
    	public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
    		System.out.println("main start..");
    		int taskSize = 5;
    
    		ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);
    		List<Future<Integer>> list = new ArrayList<Future<Integer>>();
    		for (int i = 0; i < taskSize; i++) {
    			Callable<Integer> c = new MyCallable<Integer>(i + " ");
    			Future<Integer> f = pool.submit(c);
    			list.add(f);
    		}
    
    		pool.shutdown();
    
    		for (Future<Integer> f : list) {
    			System.out.println("threads res=" + f.get());
    		}
    	}
    }
    
    class MyCallable<Integer> implements Callable<Integer> {
    	private String taskNum;
    
    	MyCallable(String taskNum) {
    		this.taskNum = taskNum;
    	}
    
    	public Integer call() throws Exception {
    		System.out.println("---" + taskNum + " thread start");
    		Date dateStart = new Date();
    		Thread.sleep(1000);
    		Date dateEnd = new Date();
    		long time = dateEnd.getTime() - dateStart.getTime();
    		return (Integer) (taskNum + " end require[" + time + "ms]");
    	}
    }
    

    不同实现方式的差异

    • 如果自己定义的类已经继承了其他类,由于java是单根继承,故只能通过实现接口实现多线程。
    • 继承Thread类和实现Runnable接口实现多线程,没有返回值;实现Callable接口和利用ExecutorService实现多线程可以有返回值,并封装与FutureTask和Future中,值得注意的是,获取返回值的get方法,是阻塞方法,即必须等到线程执行结束才能得到返回值。
    • 继承Thread类和实现Runnable接口实现多线程,不能抛出异常;实现Callable接口和利用ExecutorService
      实现多线程,可以抛出异常。
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  • java实现线程通信的几种方式

    千次阅读 2020-05-30 19:34:35
    比如大家熟知的消息中间件的实现,从某种角度上讲,就借助了多线程通信的思想,下面总结了JDK中常用的几种实现线程通信的方式,提供参考 1、synchronized实现方式 可能很多小伙伴们会有疑问,synchronized是对共享...

    前言

    在多线程的世界里,线程与线程之间的交互无处不在,只不过在平时的开发过程中,大多数情况下,我们都在单线程的模式下进行编码,即使有,也直接借助框架自身的机制实现了,其实线程之间的通信在JDK中是一个比较深的问题,比如大家熟知的消息中间件的实现,从某种角度上讲,就借助了多线程通信的思想,下面总结了JDK中常用的几种实现线程通信的方式,提供参考

    1、synchronized实现方式

    可能很多小伙伴们会有疑问,synchronized是对共享资源加锁使用的,怎么和线程通信扯在一起呢?这里纠正一个小小的偏见,也是我近期才矫正过来的

    我们要弄明白的一点是,为什么会存在线程通讯这个问题呢?根据一些技术大牛们的说法就是,多个线程之间需要相互传递一些参数、变量或者是各个线程的执行需要互相依赖各自的结果,比如我们熟知的生产者消费者模式,只有生产者生产出来了东西,消费者才能进行消费啊

    这里模拟假如有2个线程,需要操作一个共享资源,即修改共享资源的数据,使用synchronized的方式如下:

    public class SycDemo1 {
    
        private static Object lock = new Object();
    
        private static String weather = "sunny";
    
        public static void main(String[] args) {
    
            new Thread(()->{
                synchronized (lock){
                    System.out.println("
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  • java实现线程间通信的四种方式

    万次阅读 2017-06-21 10:47:34
    java实现线程间通信的三种方式

    本文主要针对JAVA多线程中线程之间的通信方式进行分析解释,主要以代码结合文字的方式来讨论线程间的通信。

    synchronized同步

    public class MyObject {
    
        synchronized public void methodA() {
            //do something....
        }
    
        synchronized public void methodB() {
            //do some other thing
        }
    }
    
    public class ThreadA extends Thread {
    
        private MyObject object;
    //省略构造方法
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            object.methodA();
        }
    }
    
    public class ThreadB extends Thread {
    
        private MyObject object;
    //省略构造方法
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            object.methodB();
        }
    }
    
    public class Run {
        public static void main(String[] args) {
            MyObject object = new MyObject();
    
            //线程A与线程B 持有的是同一个对象:object
            ThreadA a = new ThreadA(object);
            ThreadB b = new ThreadB(object);
            a.start();
            b.start();
        }
    }

    由于线程A和线程B持有同一个MyObject类的对象object,尽管这两个线程需要调用不同的方法,但是它们是同步执行的,比如:线程B需要等待线程A执行完了methodA()方法之后,它才能执行methodB()方法。这样,线程A和线程B就实现了通信。

    这种方式,本质上就是“共享内存”式的通信。多个线程需要访问同一个共享变量,谁拿到了锁(获得了访问权限),谁就可以执行。

    while轮询

    其实就是多线程同时执行,会牺牲部分CPU性能。

    在这种方式下,线程A不断地改变条件,线程ThreadB不停地通过while语句检测这个条件(list.size()==5)是否成立 ,从而实现了线程间的通信。但是这种方式会浪费CPU资源。之所以说它浪费资源,是因为JVM调度器将CPU交给线程B执行时,它没做啥“有用”的工作,只是在不断地测试 某个条件是否成立。就类似于现实生活中,某个人一直看着手机屏幕是否有电话来了,而不是: 在干别的事情,当有电话来时,响铃通知TA电话来了。

    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    public class MyList {
    
        private List<String> list = new ArrayList<String>();
        public void add() {
            list.add("elements");
        }
        public int size() {
            return list.size();
        }
    }
    
    import mylist.MyList;
    
    public class ThreadA extends Thread {
    
        private MyList list;
    
        public ThreadA(MyList list) {
            super();
            this.list = list;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            try {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    list.add();
                    System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素");
                    Thread.sleep(1000);
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
    import mylist.MyList;
    
    public class ThreadB extends Thread {
    
        private MyList list;
    
        public ThreadB(MyList list) {
            super();
            this.list = list;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    if (list.size() == 5) {
                        System.out.println("==5, 线程b准备退出了");
                        throw new InterruptedException();
                    }
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
    import mylist.MyList;
    import extthread.ThreadA;
    import extthread.ThreadB;
    
    public class Test {
    
        public static void main(String[] args) {
            MyList service = new MyList();
    
            ThreadA a = new ThreadA(service);
            a.setName("A");
            a.start();
    
            ThreadB b = new ThreadB(service);
            b.setName("B");
            b.start();
        }
    }

    wait/notify机制

    public class MyList {
        private static List<String> list = new ArrayList<String>();
    
        public static void add() {
            list.add("anyString");
        }
    
        public static int size() {
            return list.size();
        }
    }
    
    
    public class ThreadA extends Thread {
    
        private Object lock;
    
        public ThreadA(Object lock) {
            super();
            this.lock = lock;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            try {
                synchronized (lock) {
                    if (MyList.size() != 5) {
                        System.out.println("wait begin " + System.currentTimeMillis());
                        lock.wait();
                        System.out.println("Interruption!!!");
                        //lock.wait();
                        lock.notify();
                        lock.wait();
                        System.out.println("wait end  " + System.currentTimeMillis());
                    }
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
    
    public class ThreadB extends Thread {
    
        private Object lock;
    
        public ThreadB(Object lock) {
            super();
            this.lock = lock;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            try {
                synchronized (lock) {
                    for (int i = 0; i < 10; i++) {
                        MyList.add();
                        if (MyList.size() == 5) {
                            lock.notify();
                            System.out.println("已经发出了通知");
                            lock.wait();
                        }
                        System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素!");
                        Thread.sleep(1000);
                    }
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            try {
                Object lock = new Object();
    
                ThreadA a = new ThreadA(lock);
                a.start();
    
                Thread.sleep(50);
    
                ThreadB b = new ThreadB(lock);
                b.start();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
    }
    wait begin 1498007974397
    添加了1个元素!
    添加了2个元素!
    添加了3个元素!
    添加了4个元素!
    已经发出了通知
    Interruption!!!
    添加了5个元素!
    添加了6个元素!
    添加了7个元素!
    添加了8个元素!
    添加了9个元素!
    添加了10个元素!

    线程A要等待某个条件满足时(list.size()==5),才执行操作。线程B则向list中添加元素,改变list 的size。

    A,B之间如何通信的呢?也就是说,线程A如何知道 list.size() 已经为5了呢?

    这里用到了Object类的 wait() 和 notify() 方法。

    当条件未满足时(list.size() !=5),线程A调用wait() 放弃CPU,并进入阻塞状态。—不像②while轮询那样占用CPU

    当条件满足时,线程B调用 notify()通知 线程A,所谓通知线程A,就是唤醒线程A,并让它进入可运行状态。

    这种方式的一个好处就是CPU的利用率提高了。

    这里写图片描述

    管道通信

    管道流主要用来实现两个线程之间的二进制数据的传播,下面以PipedInputStream类和PipedOutputStream类为例,实现生产者-消费者:

    package test.pipe;  
    
    import java.io.IOException;  
    import java.io.PipedInputStream;  
    import java.io.PipedOutputStream;  
    
    /** 
     * 我们以数字替代产品 生产者每5秒提供5个产品,放入管道 
     */  
    class MyProducer extends Thread {  
    
        private PipedOutputStream outputStream;  
    
        private int index = 0;  
    
        public MyProducer(PipedOutputStream outputStream) {  
            this.outputStream = outputStream;  
        }  
    
        @Override  
        public void run() {  
            while (true) {  
                try {  
                    for (int i = 0; i < 5; i++) {  
                        outputStream.write(index++);  
                    }  
                } catch (IOException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
    
                try {  
                    Thread.sleep(5000);  
                } catch (InterruptedException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
        }  
    }  
    
    /** 
     * 消费者每0.5秒从管道中取1件产品,并打印剩余产品数量,并打印产品信息(以数字替代) 
     */  
    class MyConsumer extends Thread {  
    
        private PipedInputStream inputStream;  
    
        public MyConsumer(PipedInputStream inputStream) {  
            this.inputStream = inputStream;  
        }  
    
        @Override  
        public void run() {  
            while (true) {  
                try {  
                    Thread.sleep(500);  
                } catch (InterruptedException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
                try {  
                    int count = inputStream.available();  
                    if (count > 0) {  
                        System.out.println("rest product count: " + count);  
                        System.out.println("get product: " + inputStream.read());  
                    }  
                } catch (IOException e1) {  
                    e1.printStackTrace();  
                }  
            }  
        }  
    }  
    
    public class PipeTest1 {  
    
        public static void main(String[] args) {  
    
            PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream();  
            PipedInputStream pis = new PipedInputStream();  
            try {  
                pis.connect(pos);  
            } catch (IOException e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
    
            new MyProducer(pos).start();  
            new MyConsumer(pis).start();  
    
        }  
    }
    展开全文
  • JAVA线程实现的三种方式

    千次阅读 2016-08-25 10:43:23
    JAVA线程实现方式主要有三种:继承Thread类、实现Runnable接口、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程。其中前两种方式线程执行完后都没有返回值,只有最后一种是带返回值的。 2.继承...

    最近在做代码优化时学习和研究了下JAVA多线程的使用,看了菜鸟们的见解后做了下总结。
    1.JAVA多线程实现方式
    JAVA多线程实现方式主要有三种:继承Thread类、实现Runnable接口、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程。其中前两种方式线程执行完后都没有返回值,只有最后一种是带返回值的。

    2.继承Thread类实现多线程
    继承Thread类的方法尽管被我列为一种多线程实现方式,但Thread本质上也是实现了Runnable接口的一个实例,它代表一个线程的实例,并且,启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法。start()方法是一个native方法,它将启动一个新线程,并执行run()方法。这种方式实现多线程很简单,通过自己的类直接extend Thread,并复写run()方法,就可以启动新线程并执行自己定义的run()方法。例如:
    public class MyThread extends Thread {
      public void run() {
       System.out.println("MyThread.run()");
      }
    }
    在合适的地方启动线程如下:
    MyThread myThread1 = new MyThread();
    MyThread myThread2 = new MyThread();
    myThread1.start();
    myThread2.start();

    3.实现Runnable接口方式实现多线程
    如果自己的类已经extends另一个类,就无法直接extends Thread,此时,必须实现一个Runnable接口,如下:
    public class MyThread extends OtherClass implements Runnable {
      public void run() {
       System.out.println("MyThread.run()");
      }
    }
    为了启动MyThread,需要首先实例化一个Thread,并传入自己的MyThread实例:
    MyThread myThread = new MyThread();
    Thread thread = new Thread(myThread);
    thread.start();
    事实上,当传入一个Runnable target参数给Thread后,Thread的run()方法就会调用target.run(),参考JDK源代码:
    public void run() {
      if (target != null) {
       target.run();
      }
    }

    4.使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程
    ExecutorService、Callable、Future这个对象实际上都是属于Executor框架中的功能类。想要详细了解Executor框架的可以访问http://www.javaeye.com/topic/366591 ,这里面对该框架做了很详细的解释。返回结果的线程是在JDK1.5中引入的新特征,确实很实用,有了这种特征我就不需要再为了得到返回值而大费周折了,而且即便实现了也可能漏洞百出。

    可返回值的任务必须实现Callable接口,类似的,无返回值的任务必须Runnable接口。执行Callable任务后,可以获取一个Future的对象,在该对象上调用get就可以获取到Callable任务返回的Object了,再结合线程池接口ExecutorService就可以实现传说中有返回结果的多线程了。下面提供了一个完整的有返回结果的多线程测试例子,在JDK1.5下验证过没问题可以直接使用。代码如下:

    import java.util.concurrent.*;
    import java.util.Date;
    import java.util.List;
    import java.util.ArrayList;
    
    /**
    * Java线程:有返回值的线程
    * 
    * @author wb_qiuquan.ying
    */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException,
        InterruptedException {
       System.out.println("----程序开始运行----");
       Date date1 = new Date();
    
       int taskSize = 5;
       // 创建一个线程池
       ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);
       // 创建多个有返回值的任务
       List<Future> list = new ArrayList<Future>();
       for (int i = 0; i < taskSize; i++) {
        Callable c = new MyCallable(i + " ");
        // 执行任务并获取Future对象
        Future f = pool.submit(c);
        // System.out.println(">>>" + f.get().toString());
        list.add(f);
       }
       // 关闭线程池
       pool.shutdown();
    
       // 获取所有并发任务的运行结果
       for (Future f : list) {
        // 从Future对象上获取任务的返回值,并输出到控制台
        System.out.println(">>>" + f.get().toString());
       }
    
       Date date2 = new Date();
       System.out.println("----程序结束运行----,程序运行时间【"
         + (date2.getTime() - date1.getTime()) + "毫秒】");
    }
    }
    
    class MyCallable implements Callable<Object> {
    private String taskNum;
    
    MyCallable(String taskNum) {
       this.taskNum = taskNum;
    }
    
    public Object call() throws Exception {
       System.out.println(">>>" + taskNum + "任务启动");
       Date dateTmp1 = new Date();
       Thread.sleep(1000);
       Date dateTmp2 = new Date();
       long time = dateTmp2.getTime() - dateTmp1.getTime();
       System.out.println(">>>" + taskNum + "任务终止");
       return taskNum + "任务返回运行结果,当前任务时间【" + time + "毫秒】";
    }
    }


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