作者：Object

來源：https://juejin.im/user/5d53e1f6f265da03af19cae0/posts

前言

本文會介紹Java中多線程與并發(fā)的基礎(chǔ)，適合初學(xué)者食用。

線程與進(jìn)程的區(qū)別

在計(jì)算機(jī)發(fā)展初期，每臺計(jì)算機(jī)是串行地執(zhí)行任務(wù)的，如果碰上需要IO的地方，還需要等待長時(shí)間的用戶IO，后來經(jīng)過一段時(shí)間有了批處理計(jì)算機(jī)，其可以批量串行地處理用戶指令，但本質(zhì)還是串行，還是不能并發(fā)執(zhí)行。

如何解決并發(fā)執(zhí)行的問題呢？于是引入了進(jìn)程的概念，每個(gè)進(jìn)程獨(dú)占一份內(nèi)存空間，進(jìn)程是內(nèi)存分配的最小單位，相互間運(yùn)行互不干擾且可以相互切換，現(xiàn)在我們所看到的多個(gè)進(jìn)程“同時(shí)"在運(yùn)行，實(shí)際上是進(jìn)程高速切換的效果。

那么有了線程之后，我們的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)看似已經(jīng)很完美了，為什么還要進(jìn)入線程呢？如果一個(gè)進(jìn)程有多個(gè)子任務(wù)，往往一個(gè)進(jìn)程需要逐個(gè)去執(zhí)行這些子任務(wù)，但往往這些子任務(wù)是不相互依賴的，可以并發(fā)執(zhí)行，所以需要CPU進(jìn)行更細(xì)粒度的切換。所以就引入了線程的概念，線程隸屬于某一個(gè)進(jìn)程，它共享進(jìn)程的內(nèi)存資源，相互間切換更快速。

進(jìn)程與線程的區(qū)別：

進(jìn)程是資源分配的最小單位，線程是CPU調(diào)度的最小單位。所有與進(jìn)程相關(guān)的資源，均被記錄在PCB中。

線程隸屬于某一個(gè)進(jìn)程，共享所屬進(jìn)程的資源。線程只由堆棧寄存器、程序計(jì)數(shù)器和TCB構(gòu)成。

進(jìn)程可以看作獨(dú)立的應(yīng)用，線程不能看作獨(dú)立的應(yīng)用。

進(jìn)程有獨(dú)立的地址空間，相互不影響，而線程只是進(jìn)程的不同執(zhí)行路徑，如果線程掛了，進(jìn)程也就掛了。所以多進(jìn)程的程序比多線程程序健壯，但是切換消耗資源多。

Java中進(jìn)程與線程的關(guān)系：

運(yùn)行一個(gè)程序會產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)程，進(jìn)程至少包含一個(gè)線程。

每個(gè)進(jìn)程對應(yīng)一個(gè)JVM實(shí)例，多個(gè)線程共享JVM中的堆。

Java采用單線程編程模型，程序會自動創(chuàng)建主線程 。

主線程可以創(chuàng)建子線程，原則上要后于子線程完成執(zhí)行。

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線程的start方法和run方法的區(qū)別

區(qū)別

Java中創(chuàng)建線程的方式有兩種，不管使用繼承Thread的方式還是實(shí)現(xiàn)Runnable接口的方式，都需要重寫run方法。調(diào)用start方法會創(chuàng)建一個(gè)新的線程并啟動，run方法只是啟動線程后的回調(diào)函數(shù)，如果調(diào)用run方法，那么執(zhí)行run方法的線程不會是新創(chuàng)建的線程，而如果使用start方法，那么執(zhí)行run方法的線程就是我們剛剛啟動的那個(gè)線程。

程序驗(yàn)證

public?class?Main?{????public?static?void?main(String[]?args)?{????????Thread?thread?=?new?Thread(new?SubThread());????????thread.run();????????thread.start();????}}class?SubThread?implements?Runnable{????@Override????public?void?run()?{????????//?TODO?Auto-generated?method?stub????????System.out.println("執(zhí)行本方法的線程:"+Thread.currentThread().getName());????}}

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Thread和Runnable的關(guān)系

Thread源碼

Runnable源碼

區(qū)別

通過上述源碼圖，不難看出，Thread是一個(gè)類，而Runnable是一個(gè)接口，Runnable接口中只有一個(gè)沒有實(shí)現(xiàn)的run方法，可以得知，Runnable并不能獨(dú)立開啟一個(gè)線程，而是依賴Thread類去創(chuàng)建線程，執(zhí)行自己的run方法，去執(zhí)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯，才能讓這個(gè)類具備多線程的特性。

使用繼承Thread方式和實(shí)現(xiàn)Runable接口方式分別創(chuàng)建子線程

使用繼承Thread類方式創(chuàng)建子線程

public?class?Main?extends?Thread{????public?static?void?main(String[]?args)?{????????Main?main?=?new?Main();????????main.start();????}????@Override????public?void?run()?{????????System.out.println("通過繼承Thread接口方式創(chuàng)建子線程成功,當(dāng)前線程名："+Thread.currentThread().getName());????}}

運(yùn)行結(jié)果:

使用實(shí)現(xiàn)Runnable接口方式創(chuàng)建子線程

public?class?Main{????public?static?void?main(String[]?args)?{????????SubThread?subThread?=?new?SubThread();????????Thread?thread?=?new?Thread(subThread);????????thread.start();????}}class?SubThread?implements?Runnable{????@Override????public?void?run()?{????????//?TODO?Auto-generated?method?stub????????System.out.println("通過實(shí)現(xiàn)Runnable接口創(chuàng)建子線程成功，當(dāng)前線程名:"+Thread.currentThread().getName());????}}

運(yùn)行結(jié)果：

使用匿名內(nèi)部類方式創(chuàng)建子線程

public?class?Main{????public?static?void?main(String[]?args)?{????????Thread?thread?=?new?Thread(new?Runnable()?{????????????@Override????????????public?void?run()?{????????????????//?TODO?Auto-generated?method?stub????????????????System.out.println("使用匿名內(nèi)部類方式創(chuàng)建線程成功,當(dāng)前線程名:"+Thread.currentThread().getName());????????????}????????});????????thread.start();????}}

運(yùn)行結(jié)果：

關(guān)系

Thread是實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的類，使得run支持多線程。

因類的單一繼承原則，推薦使用Runnable接口，可以使程序更加靈活。

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如何實(shí)現(xiàn)處理多線程的返回值

通過剛才的學(xué)習(xí)，我們知道多線程的邏輯需要放到run方法中去執(zhí)行，而run方法是沒有返回值的，那么遇到需要返回值的狀況就不好解決，那么如何實(shí)現(xiàn)子線程返回值呢？

主線程等待法

通過讓主線程等待，直到子線程運(yùn)行完畢為止。

實(shí)現(xiàn)方式：

public?class?Main{????static?String?str;????public?static?void?main(String[]?args)?{????????Thread?thread?=?new?Thread(new?Runnable()?{????????????@Override????????????public?void?run()?{????????????????str="子線程執(zhí)行完畢";????????????}????????});????????thread.start();????????//如果子線程還未對str進(jìn)行賦值，則一直輪轉(zhuǎn)????????while(str==null)?{}????????System.out.println(str);????}}

使用Thread中的join()方法

join()方法可以阻塞當(dāng)前線程以等待子線程處理完畢。

實(shí)現(xiàn)方式：

public?class?Main{????static?String?str;????public?static?void?main(String[]?args)?{????????Thread?thread?=?new?Thread(new?Runnable()?{????????????@Override????????????public?void?run()?{????????????????str="子線程執(zhí)行完畢";????????????}????????});????????thread.start();????????//如果子線程還未對str進(jìn)行賦值，則一直輪轉(zhuǎn)????????try?{????????????thread.join();????????}?catch?(InterruptedException?e)?{????????????//?TODO?Auto-generated?catch?block????????????e.printStackTrace();????????}????????System.out.println(str);????}}

join方法能做到比主線程等待法更精準(zhǔn)的控制，但是join方法的控制粒度并不夠細(xì)。比如，我需要控制子線程將字符串賦一個(gè)特定的值時(shí)，再執(zhí)行主線程，這種操作join方法是沒有辦法做到的。

通過Callable接口實(shí)現(xiàn)：通過FutureTask或者線程池獲取

在JDK1.5之前，線程是沒有返回值的，通常程序猿需要獲取子線程返回值頗費(fèi)周折，現(xiàn)在Java有了自己的返回值線程，即實(shí)現(xiàn)了Callable接口的線程，執(zhí)行了實(shí)現(xiàn)Callable接口的線程之后，可以獲得一個(gè)Future對象，在該對象上調(diào)用一個(gè)get方法，就可以執(zhí)行子線程的邏輯并獲取返回的Object。

實(shí)現(xiàn)方式1(錯(cuò)誤示例)：

public?class?Main?implements?Callable{????@Override????public?String?call()?throws?Exception?{????????//?TODO?Auto-generated?method?stub????????String?str?=?"我是帶返回值的子線程";????????return?str;????}????public?static?void?main(String[]?args)?{????????Main?main?=?new?Main();????????try?{????????????String?str?=?main.call();????????????System.out.println(str);????????}?catch?(Exception?e)?{????????????//?TODO?Auto-generated?catch?block????????????e.printStackTrace();????????}????}}

運(yùn)行結(jié)果：

實(shí)現(xiàn)方式2(使用FutureTask)：

public?class?Main?implements?Callable{????@Override????public?String?call()?throws?Exception?{????????//?TODO?Auto-generated?method?stub????????String?str?=?"我是帶返回值的子線程";????????return?str;????}????public?static?void?main(String[]?args)?{????????FutureTask?task?=?new?FutureTask(new?Main());????????new?Thread(task).start();????????try?{????????????if(!task.isDone())?{????????????????System.out.println("任務(wù)沒有執(zhí)行完成");????????????}????????????System.out.println("等待中...");????????????Thread.sleep(3000);????????????System.out.println(task.get());????????}?catch?(InterruptedException?|?ExecutionException?e)?{????????????//?TODO?Auto-generated?catch?block????????????e.printStackTrace();????????}????}}

運(yùn)行結(jié)果：

實(shí)現(xiàn)方法3(使用線程池配合Future獲取)：

public?class?Main?implements?Callable{????@Override????public?String?call()?throws?Exception?{????????//?TODO?Auto-generated?method?stub????????String?str?=?"我是帶返回值的子線程";????????return?str;????}????public?static?void?main(String[]?args)?throws?InterruptedException,?ExecutionException?{????????ExecutorService?newCacheThreadPool?=?Executors.newCachedThreadPool();?????????Future?future?=?newCacheThreadPool.submit(new?Main());????????if(!future.isDone())?{????????????System.out.println("線程尚未執(zhí)行結(jié)束");????????}????????System.out.println("等待中");????????Thread.sleep(300);????????System.out.println(future.get());????????newCacheThreadPool.shutdown();????}}

運(yùn)行結(jié)果：

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線程的狀態(tài)

Java線程主要分為以下六個(gè)狀態(tài)：新建態(tài)(new)，運(yùn)行態(tài)(Runnable)，無限期等待(Waiting)，限期等待(TimeWaiting)，阻塞態(tài)(Blocked)，結(jié)束(Terminated)。

新建(new)

新建態(tài)是線程處于已被創(chuàng)建但沒有被啟動的狀態(tài)，在該狀態(tài)下的線程只是被創(chuàng)建出來了，但并沒有開始執(zhí)行其內(nèi)部邏輯。

運(yùn)行(Runnable)

運(yùn)行態(tài)分為Ready和Running，當(dāng)線程調(diào)用start方法后，并不會立即執(zhí)行，而是去爭奪CPU，當(dāng)線程沒有開始執(zhí)行時(shí)，其狀態(tài)就是Ready，而當(dāng)線程獲取CPU時(shí)間片后，從Ready態(tài)轉(zhuǎn)為Running態(tài)。

等待(Waiting)

處于等待狀態(tài)的線程不會自動蘇醒，而只有等待被其它線程喚醒，在等待狀態(tài)中該線程不會被CPU分配時(shí)間，將一直被阻塞。以下操作會造成線程的等待：

沒有設(shè)置timeout參數(shù)的Object.wait()方法。

沒有設(shè)置timeout參數(shù)的Thread.join()方法。

LockSupport.park()方法(實(shí)際上park方法并不是LockSupport提供的，而是在Unsafe中，LockSupport只是對其做了一層封裝，可以看我的另一篇博客《鎖》，里面對于ReentrantLock的源碼解析有提到這個(gè)方法)。

鎖：https://juejin.im/post/5d8da403f265da5b5d203bf4

限期等待(TimeWaiting)

處于限期等待的線程，CPU同樣不會分配時(shí)間片，但存在于限期等待的線程無需被其它線程顯式喚醒，而是在等待時(shí)間結(jié)束后，系統(tǒng)自動喚醒。以下操作會造成線程限時(shí)等待：

Thread.sleep()方法。

設(shè)置了timeout參數(shù)的Object.wait()方法。

設(shè)置了timeout參數(shù)的Thread.join()方法。

LockSupport.parkNanos()方法。

LockSupport.parkUntil()方法。

阻塞(Blocked)

當(dāng)多個(gè)線程進(jìn)入同一塊共享區(qū)域時(shí)，例如Synchronized塊、ReentrantLock控制的區(qū)域等，會去整奪鎖，成功獲取鎖的線程繼續(xù)往下執(zhí)行，而沒有獲取鎖的線程將進(jìn)入阻塞狀態(tài)，等待獲取鎖。

結(jié)束(Terminated)

已終止線程的線程狀態(tài)，線程已結(jié)束執(zhí)行。

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Sleep和Wait的區(qū)別

Sleep和Wait者兩個(gè)方法都可以使線程進(jìn)入限期等待的狀態(tài)，那么這兩個(gè)方法有什么區(qū)別呢？

sleep方法由Thread提供，而wait方法由Object提供。

sleep方法可以在任何地方使用，而wait方法只能在synchronized塊或synchronized方法中使用(因?yàn)楸仨毇@wait方法會釋放鎖，只有獲取鎖了才能釋放鎖)。

sleep方法只會讓出CPU，不會釋放鎖，而wait方法不僅會讓出CPU，還會釋放鎖。

測試代碼：

public?class?Main{????public?static?void?main(String[]?args)?{????????Thread?threadA?=?new?Thread(new?ThreadA());????????Thread?threadB?=?new?Thread(new?ThreadB());????????threadA.setName("threadA");????????threadB.setName("threadB");????????threadA.start();????????threadB.start();????}????public?static?synchronized?void?print()?{????????System.out.println("當(dāng)前線程:"+Thread.currentThread().getName()+"執(zhí)行Sleep");????????try?{????????????Thread.sleep(1000);????????}?catch?(InterruptedException?e)?{????????????//?TODO?Auto-generated?catch?block????????????e.printStackTrace();????????}????????System.out.println("當(dāng)前線程:"+Thread.currentThread().getName()+"執(zhí)行Wait");????????try?{????????????Main.class.wait(1000);????????}?catch?(InterruptedException?e)?{????????????//?TODO?Auto-generated?catch?block????????????e.printStackTrace();????????}????????System.out.println("當(dāng)前線程:"+Thread.currentThread().getName()+"執(zhí)行完畢");????}}class?ThreadA?implements?Runnable{????@Override????public?void?run()?{????????//?TODO?Auto-generated?method?stub????????Main.print();????}}class?ThreadB?implements?Runnable{????@Override????public?void?run()?{????????//?TODO?Auto-generated?method?stub????????Main.print();????}}

執(zhí)行結(jié)果：

從上面的結(jié)果可以分析出：當(dāng)線程A執(zhí)行sleep后，等待一秒被喚醒后繼續(xù)持有鎖，執(zhí)行之后的代碼，而執(zhí)行wait之后，立即釋放了鎖，不僅讓出了CPU還讓出了鎖，而后線程B立即持有鎖開始執(zhí)行，和線程A執(zhí)行了同樣的步驟，當(dāng)線程B執(zhí)行wait方法之后，釋放鎖，然后線程A拿到鎖打印了第一個(gè)執(zhí)行完畢，然后線程B打印執(zhí)行完畢。

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notify和notifyAll的區(qū)別

notify

notify可以喚醒一個(gè)處于等待狀態(tài)的線程，上代碼：

public?class?Main{????public?static?void?main(String[]?args)?{????????Object?lock?=?new?Object();????????Thread?threadA?=?new?Thread(new?Runnable()?{????????????@Override????????????public?void?run()?{????????????????synchronized?(lock)?{????????????????????try?{????????????????????????lock.wait();????????????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{????????????????????????//?TODO?Auto-generated?catch?block????????????????????????e.printStackTrace();????????????????????}????????????????????print();????????????????}????????????}????????});????????Thread?threadB?=?new?Thread(new?Runnable()?{????????????@Override????????????public?void?run()?{????????????????synchronized?(lock)?{????????????????????print();????????????????????lock.notify();????????????????}????????????}????????});????????threadA.setName("threadA");????????threadB.setName("threadB");????????threadA.start();????????threadB.start();????}????public?static?void?print()?{????????????System.out.println("當(dāng)前線程:"+Thread.currentThread().getName()+"執(zhí)行print");????????????try?{????????????????Thread.sleep(1000);????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{????????????????//?TODO?Auto-generated?catch?block????????????????e.printStackTrace();????????????}????????????System.out.println("當(dāng)前線程:"+Thread.currentThread().getName()+"執(zhí)行完畢");????}}

執(zhí)行結(jié)果：

代碼解釋：線程A在開始執(zhí)行時(shí)立即調(diào)用wait進(jìn)入無限等待狀態(tài)，如果沒有別的線程來喚醒它，它將一直等待下去，所以此時(shí)B持有鎖開始執(zhí)行，并且在執(zhí)行完畢時(shí)調(diào)用了notify方法，該方法可以喚醒wait狀態(tài)的A線程，于是A線程蘇醒，開始執(zhí)行剩下的代碼。

notifyAll

notifyAll可以用于喚醒所有等待的線程，使所有處于等待狀態(tài)的線程都變?yōu)閞eady狀態(tài)，去重新爭奪鎖。

public?class?Main{????public?static?void?main(String[]?args)?{????????Object?lock?=?new?Object();????????Thread?threadA?=?new?Thread(new?Runnable()?{????????????@Override????????????public?void?run()?{????????????????synchronized?(lock)?{????????????????????try?{????????????????????????lock.wait();????????????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{????????????????????????//?TODO?Auto-generated?catch?block????????????????????????e.printStackTrace();????????????????????}????????????????????print();????????????????}????????????}????????});????????Thread?threadB?=?new?Thread(new?Runnable()?{????????????@Override????????????public?void?run()?{????????????????synchronized?(lock)?{????????????????????print();????????????????????lock.notifyAll();????????????????}????????????}????????});????????threadA.setName("threadA");????????threadB.setName("threadB");????????threadA.start();????????threadB.start();????}????public?static?void?print()?{????????????System.out.println("當(dāng)前線程:"+Thread.currentThread().getName()+"執(zhí)行print");????????????try?{????????????????Thread.sleep(1000);????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{????????????????//?TODO?Auto-generated?catch?block????????????????e.printStackTrace();????????????}????????????System.out.println("當(dāng)前線程:"+Thread.currentThread().getName()+"執(zhí)行完畢");????}}

執(zhí)行結(jié)果：

要喚醒前一個(gè)例子中的線程A，不光notify方法可以做到，調(diào)用notifyAll方法同樣也可以做到，那么兩者有什么區(qū)別呢？

區(qū)別

要說清楚他們的區(qū)別，首先要簡單的說一下Java synchronized的一些原理，在openjdk中查看java的源碼可以看到，java對象中存在monitor鎖，monitor對象中包含鎖池和等待池。

鎖池，假設(shè)有多個(gè)對象進(jìn)入synchronized塊爭奪鎖，而此時(shí)已經(jīng)有一個(gè)對象獲取到了鎖，那么剩余爭奪鎖的對象將直接進(jìn)入鎖池中。

等待池，假設(shè)某個(gè)線程調(diào)用了對象的wait方法，那么這個(gè)線程將直接進(jìn)入等待池，而等待池中的對象不會去爭奪鎖，而是等待被喚醒。

下面可以說notify和notifyAll的區(qū)別了：

notifyAll會讓所有處于等待池中的線程全部進(jìn)入鎖池去爭奪鎖，而notify只會隨機(jī)讓其中一個(gè)線程去爭奪鎖。

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yield方法

概念

????/**?????*?A?hint?to?the?scheduler?that?the?current?thread?is?willing?to?yield?????*?its?current?use?of?a?processor.?The?scheduler?is?free?to?ignore?this?????*?hint.?????*?????*?

?Yield?is?a?heuristic?attempt?to?improve?relative?progression?????*?between?threads?that?would?otherwise?over-utilise?a?CPU.?Its?use?????*?should?be?combined?with?detailed?profiling?and?benchmarking?to?????*?ensure?that?it?actually?has?the?desired?effect.?????*?????*?

?It?is?rarely?appropriate?to?use?this?method.?It?may?be?useful?????*?for?debugging?or?testing?purposes,?where?it?may?help?to?reproduce?????*?bugs?due?to?race?conditions.?It?may?also?be?useful?when?designing?????*?concurrency?control?constructs?such?as?the?ones?in?the?????*?{@link?java.util.concurrent.locks}?package.?????*/????public?static?native?void?yield();

yield源碼上有一段長長的注釋，其大意是說：當(dāng)前線程調(diào)用yield方法時(shí)，會給當(dāng)前線程調(diào)度器一個(gè)暗示，當(dāng)前線程愿意讓出CPU的使用，但是它的作用應(yīng)結(jié)合詳細(xì)的分析和測試來確保已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期的效果，因?yàn)檎{(diào)度器可能會無視這個(gè)暗示，使用這個(gè)方法是不那么合適的，或許在測試環(huán)境中使用它會比較好。

測試：

public?class?Main{????public?static?void?main(String[]?args)?{????????Thread?threadA?=?new?Thread(new?Runnable()?{????????????@Override????????????public?void?run()?{????????????????System.out.println("ThreadA正在執(zhí)行yield");????????????????Thread.yield();????????????????System.out.println("ThreadA執(zhí)行yield方法完成");????????????}????????});????????Thread?threadB?=?new?Thread(new?Runnable()?{????????????@Override????????????public?void?run()?{????????????????System.out.println("ThreadB正在執(zhí)行yield");????????????????Thread.yield();????????????????System.out.println("ThreadB執(zhí)行yield方法完成");????????????}????????});????????threadA.setName("threadA");????????threadB.setName("threadB");????????threadA.start();????????threadB.start();????}

測試結(jié)果：

可以看出，存在不同的測試結(jié)果，這里選出兩張。

第一種結(jié)果：線程A執(zhí)行完yield方法，讓出cpu給線程B執(zhí)行。然后兩個(gè)線程繼續(xù)執(zhí)行剩下的代碼。

第二種結(jié)果：線程A執(zhí)行yield方法，讓出cpu給線程B執(zhí)行，但是線程B執(zhí)行yield方法后并沒有讓出cpu，而是繼續(xù)往下執(zhí)行，此時(shí)就是系統(tǒng)無視了這個(gè)暗示。

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interrupt方法

中止線程

interrupt函數(shù)可以中斷一個(gè)線程，在interrupt之前，通常使用stop方法來終止一個(gè)線程，但是stop方法過于暴力，它的特點(diǎn)是，不論被中斷的線程之前處于一個(gè)什么樣的狀態(tài)，都無條件中斷，這會導(dǎo)致被中斷的線程后續(xù)的一些清理工作無法順利完成，引發(fā)一些不必要的異常和隱患，還有可能引發(fā)數(shù)據(jù)不同步的問題。

溫柔的interrupt方法

interrupt方法的原理與stop方法相比就顯得溫柔的多，當(dāng)調(diào)用interrupt方法去終止一個(gè)線程時(shí)，它并不會暴力地強(qiáng)制終止線程，而是通知這個(gè)線程應(yīng)該要被中斷了，和yield一樣，這也是一種暗示，至于是否應(yīng)該中斷，由被中斷的線程自己去決定。當(dāng)對一個(gè)線程調(diào)用interrupt方法時(shí)：

如果該線程處于被阻塞狀態(tài)，則立即退出阻塞狀態(tài)，拋出InterruptedException異常。

如果該線程處于running狀態(tài)，則將該線程的中斷標(biāo)志位設(shè)置為true，被設(shè)置的線程繼續(xù)運(yùn)行，不受影響，當(dāng)運(yùn)行結(jié)束時(shí)由線程決定是否被中斷。

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線程池

線程池的引入是用來解決在日常開發(fā)的多線程開發(fā)中，如果開發(fā)者需要使用到非常多的線程，那么這些線程在被頻繁的創(chuàng)建和銷毀時(shí)，會對系統(tǒng)造成一定的影響，有可能系統(tǒng)在創(chuàng)建和銷毀這些線程所耗費(fèi)的時(shí)間會比完成實(shí)際需求的時(shí)間還要長。

另外，在線程很多的狀況下，對線程的管理就形成了一個(gè)很大的問題，開發(fā)者通常要將注意力從功能上轉(zhuǎn)移到對雜亂無章的線程進(jìn)行管理上，這項(xiàng)動作實(shí)際上是非常耗費(fèi)精力的。

利用Executors創(chuàng)建不同的線程池滿足不同場景的需求

newFixThreadPool(int nThreads)指定工作線程數(shù)量的線程池。

newCachedThreadPool()處理大量中斷事件工作任務(wù)的線程池，

試圖緩存線程并重用，當(dāng)無緩存線程可用時(shí)，就會創(chuàng)建新的工作線程。

如果線程閑置的時(shí)間超過閾值，則會被終止并移出緩存。

系統(tǒng)長時(shí)間閑置的時(shí)候，不會消耗什么資源。

newSingleThreadExecutor()創(chuàng)建唯一的工作線程來執(zhí)行任務(wù)，如果線程異常結(jié)束，會有另一個(gè)線程取代它。可保證順序執(zhí)行任務(wù)。

newSingleThreadScheduledExecutor()與newScheduledThreadPool(int corePoolSize)定時(shí)或周期性工作調(diào)度，兩者的區(qū)別在于前者是單一工作線程，后者是多線程

newWorkStealingPool()內(nèi)部構(gòu)建ForkJoinPool，利用working-stealing算法，并行地處理任務(wù)，不保證處理順序。

Fork/Join框架：把大任務(wù)分割稱若干個(gè)小任務(wù)并行執(zhí)行，最終匯總每個(gè)小任務(wù)后得到大任務(wù)結(jié)果的框架。

為什么要使用線程池

線程是稀缺資源，如果無限制地創(chuàng)建線程，會消耗系統(tǒng)資源，而線程池可以代替開發(fā)者管理線程，一個(gè)線程在結(jié)束運(yùn)行后，不會銷毀線程，而是將線程歸還線程池，由線程池再進(jìn)行管理，這樣就可以對線程進(jìn)行復(fù)用。

所以線程池不但可以降低資源的消耗，還可以提高線程的可管理性。

使用線程池啟動線程

public?class?Main{????public?static?void?main(String[]?args)?{????????ExecutorService?newFixThreadPool?=?Executors.newFixedThreadPool(10);????????newFixThreadPool.execute(new?Runnable()?{????????????@Override????????????public?void?run()?{????????????????//?TODO?Auto-generated?method?stub????????????????System.out.println("通過線程池啟動線程成功");????????????}????????});????????newFixThreadPool.shutdown();????}}

新任務(wù)execute執(zhí)行后的判斷

要知道這個(gè)點(diǎn)首先要先說說ThreadPoolExecutor的構(gòu)造函數(shù)，其中有幾個(gè)參數(shù)：

corePoolSize：核心線程數(shù)量。

maximumPoolSize：線程不夠用時(shí)能創(chuàng)建的最大線程數(shù)。

workQueue：等待隊(duì)列。

那么新任務(wù)提交后會執(zhí)行下列判斷：

如果運(yùn)行的線程少于corePoolSize,則創(chuàng)建新線程來處理任務(wù)，即時(shí)線程池中的其它線程是空閑的。

如果線程池中的數(shù)量大于等于corePoolSize且小于maximumPoolSize，則只有當(dāng)workQueue滿時(shí)，才創(chuàng)建新的線程去處理任務(wù)。

如果設(shè)置的corePoolSize和maximumPoolSize相同，則創(chuàng)建的線程池大小是固定的，如果此時(shí)有新任務(wù)提交，若workQueue未滿，則放入workQueue，等待被處理。

如果運(yùn)行的線程數(shù)大于等于maximumPoolSize，maximumPoolSize,這時(shí)如果workQueue已經(jīng)滿了，則通過handler所指定的策略來處理任務(wù)。

handler 線程池飽和策略

• AbortPolicy:直接拋出異常，默認(rèn)。
• CallerRunsPolicy:用調(diào)用者所在的線程來執(zhí)行任務(wù)。
• DiscardOldestPolicy:丟棄隊(duì)列中靠最前的任務(wù)，并執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)。
• DiscardPolicy:直接丟棄任務(wù)
• 自定義。

線程池的大小如何選定

這個(gè)問題并不是什么秘密，在網(wǎng)上各大技術(shù)網(wǎng)站均有文章說明，我就拿一個(gè)最受認(rèn)可的寫上吧

• CPU密集型：線程數(shù) = 核心數(shù)或者核心數(shù)+1
• IO密集型：線程數(shù) = CPU核數(shù)*(1+平均等待時(shí)間/平均工作時(shí)間)

當(dāng)然這個(gè)也不能完全依賴這個(gè)公式，更多的是要依賴平時(shí)的經(jīng)驗(yàn)來操作，這個(gè)公式也只是僅供參考而已。

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結(jié)語

本文提供了一些Java多線程和并發(fā)方面最最基礎(chǔ)的知識，適合初學(xué)者了解Java多線程的一些基本知識，如果想了解更多的關(guān)于并發(fā)方面的內(nèi)容可以看：

https://juejin.im/post/5d8da403f265da5b5d203bf4

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的主线程如何等待多线程完成 返回数据_多线程基础体系知识清单的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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