Java JUC

2019年3月10日 300次阅读来源: JUC

Java JUC 简介

在Java 5.0 提供了java.util.concurrent（简称JUC ）包，在此包中增加了在并发编程中很常用的实用工具类，用于定义类似于线程的自定义子系统，包括线程池、异步IO 和轻量级任务框架。提供可调的、灵活的线程池。还提供了设计用于多线程上下文中的Collection 实现等

volatile 关键字(内存可见性)

内存可见性

内存可见性（Memory Visibility）是指当某个线程正在使用对象状态而另一个线程在同时修改该状态，需要确保当一个线程修改了对象状态后，其他线程能够看到发生的状态变化。
可见性错误是指当读操作与写操作在不同的线程中执行时，我们无法确保执行读操作的线程能适时地看到其他线程写入的值，有时甚至是根本不可能的事情。
我们可以通过同步来保证对象被安全地发布。除此之外我们也可以使用一种更加轻量级的volatile 变量。

volatile关键字

Java提供了一种稍弱的同步机制，即volatile 修饰变量，用来确保将变量的更新操作通知到其他线程。可以将volatile 看做一个轻量级的锁，但是又与锁有些不同：
– 对于多线程，不是一种互斥关系
– 不能保证变量状态的“原子性操作”

图例解释

未用volatile关键字修饰前：可以理解为多个线程操作共享数据时，先会将共享数据拷贝到自己的内存区域，进行操作。之后才会把数据的变更在写会主存中。
《Java JUC》

用volatile关键字修饰后：可以理解为直接在主存中进行共享数据的读写
《Java JUC》

测试代码

/* * 一、volatile 关键字：当多个线程进行操作共享数据时，可以保证内存中的数据可见。 * 相较于 synchronized 是一种较为轻量级的同步策略。 * * 注意： * 1. volatile 不具备“互斥性” * 2. volatile 不能保证变量的“原子性” */
public class TestVolatile {

    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo td = new ThreadDemo();
        new Thread(td).start();

        while(true){
            if(td.isFlag()){
                System.out.println("------------------");
                break;
            }
        }

    }

}

class ThreadDemo implements Runnable {

    private volatile boolean flag = false;

    @Override
    public void run() {

        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
        }

        flag = true;

        System.out.println("flag=" + isFlag());

    }

    public boolean isFlag() {
        return flag;
    }

    public void setFlag(boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }

}

原子变量CAS算法

CAS 算法

CAS (Compare-And-Swap)是一种硬件对并发的支持，针对多处理器操作而设计的处理器中的一种特殊指令，用于管理对共享数据的并发访问。
CAS 是一种无锁的非阻塞算法的实现。
CAS 包含了3 个操作数：（1）需要读写的内存值V （2）进行比较的值A （3）拟写入的新值B
当且仅当V 的值等于A 时，CAS 通过原子方式用新值B 来更新V 的值，否则不会执行任何操作。

原子变量

类的小工具包，支持在单个变量上解除锁的线程安全编程。事实上，此包中的类可将volatile值、字段和数组元素的概念扩展到那些也提供原子条件更新操作的类。
类AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong 和AtomicReference 的实例各自提供对相应类型单个变量的访问和更新。每个类也为该类型提供适当的实用工具方法。
AtomicIntegerArray、AtomicLongArray 和AtomicReferenceArray 类进一步扩展了原子操作，对这些类型的数组提供了支持。这些类在为其数组元素提供volatile 访问语义方面也引人注目，这对于普通数组来说是不受支持的。
核心方法：boolean compareAndSet(expectedValue, updateValue)
java.util.concurrent.atomic 包下提供了一些原子操作的常用类:

测试代码

/* * 一、i++ 的原子性问题：i++ 的操作实际上分为三个步骤“读-改-写” * int i = 10; * i = i++; //10 * * int temp = i; * i = i + 1; * i = temp; * * 二、原子变量：在 java.util.concurrent.atomic 包下提供了一些原子变量。 * 1. 属性被volatile修饰 保证内存可见性 * 2. CAS（Compare-And-Swap） 算法保证数据变量的原子性 * CAS 算法是硬件对于并发操作的支持 * CAS 包含了三个操作数： * ①内存值 V * ②预估值 A * ③更新值 B * 当且仅当 V == A 时， V = B; 否则，不会执行任何操作。 */
public class TestAtomicDemo {

    public static void main(String[] args) {
        AtomicDemo ad = new AtomicDemo();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(ad).start();
        }
    }

}

//class AtomicDemo implements Runnable{
// 
// private AtomicInteger serialNumber = new AtomicInteger(0);
//
// @Override
// public void run() {
// 
// try {
// Thread.sleep(200);
// } catch (InterruptedException e) {
// }
// 
// System.out.println(getSerialNumber());
// }
// 
// public int getSerialNumber(){
// return serialNumber.getAndIncrement();
// }
// 
// 
//}
class AtomicDemo implements Runnable{
// 0
// 6
// 1
// 8
// 5
// 4
// 3
// 2
// 1
// 7
    private  int serialNumber = 0;
    //private volatile int serialNumber = 0;volatile不能保证原子性，问题依旧存在


    @Override
    public void run() {

        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
        }

        System.out.println(getSerialNumber());
    }

    public int getSerialNumber(){
        return serialNumber++;
    }



}

ConcurrentHashMap 锁分段机制

Java 5.0 在java.util.concurrent 包中提供了多种并发容器类来改进同步容器的性能。ConcurrentHashMap 同步容器类是Java 5 增加的一个线程安全的哈希表。对与多线程的操作，介于HashMap 与Hashtable 之间。内部采用“锁分段”机制替代Hashtable 的独占锁。进而提高性能。
此包还提供了设计用于多线程上下文中的Collection 实现：ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap、ConcurrentSkipListSet、CopyOnWriteArrayList 和CopyOnWriteArraySet。当期望许多线程访问一个给定collection 时，ConcurrentHashMap 通常优于同步的HashMap，ConcurrentSkipListMap 通常优于同步的TreeMap。当期望的读数和遍历远远大于列表的更新数时，CopyOnWriteArrayList 优于同步的ArrayList。

图例解释

《Java JUC》

测试代码

/* * CopyOnWriteArrayList/CopyOnWriteArraySet : “写入并复制” * 注意：添加操作多时，效率低，因为每次添加时都会进行复制，开销非常的大。并发迭代操作多时可以选择。 */
public class TestCopyOnWriteArrayList {

    public static void main(String[] args) {
        HelloThread ht = new HelloThread();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(ht).start();
        }
    }

}

class HelloThread implements Runnable{

// private static List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());

    private static CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();

    static{
        list.add("AA");
        list.add("BB");
        list.add("CC");
    }

    @Override
    public void run() {

        Iterator<String> it = list.iterator();

        while(it.hasNext()){
            System.out.println(it.next());

            list.add("AA");
            //普通的list会发生ConcurrentModificationException异常
        }

    }

}

CountDownLatch 闭锁

CountDownLatch 一个同步辅助类，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一直等待。
闭锁可以延迟线程的进度直到其到达终止状态，闭锁可以用来确保某些活动直到其他活动都完成才继续执行：

确保某个计算在其需要的所有资源都被初始化之后才继续执行;
确保某个服务在其依赖的所有其他服务都已经启动之后才启动;
等待直到某个操作所有参与者都准备就绪再继续执行。

测试代码

 * CountDownLatch ：闭锁，在完成某些运算时，只有其他所有线程的运算全部完成，当前运算才继续执行
    比如计算五十个线程结束运算后的运行时间
 */
public class TestCountDownLatch {

    public static void main(String[] args) {
        final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(50);
        LatchDemo ld = new LatchDemo(latch);

        long start = System.currentTimeMillis();

        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            new Thread(ld).start();
        }

        try {
            latch.await();
        } catch (InterruptedException e) {
        }

        long end = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("耗费时间为：" + (end - start));
    }

}

class LatchDemo implements Runnable {

    private CountDownLatch latch;

    public LatchDemo(CountDownLatch latch) {
        this.latch = latch;
    }

    @Override
    public void run() {
        synchronized (this) {
            try {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    if (i % 2 == 0) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + i);
                    }
                }
            } finally {
                latch.countDown();
            }
        }

    }

}

实现Callable 接口

Java 5.0 在java.util.concurrent 提供了一个新的创建执行线程的方式：Callable 接口。Callable 接口类似于Runnable，两者都是为那些其实例可能被另一个线程执行的类设计的。但是Runnable 不会返回结果，并且无法抛出经过检查的异常。Callable 需要依赖FutureTask ，FutureTask 也可以用作闭锁。

测试代码

/* * 一、创建执行线程的方式三：实现 Callable 接口。 相较于实现 Runnable 接口的方式，方法可以有返回值，并且可以抛出异常。 * * 二、执行 Callable 方式，需要 FutureTask 实现类的支持，用于接收运算结果。 FutureTask 是 Future 接口的实现类 */
public class TestCallable {

    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo td = new ThreadDemo();

        //1.执行 Callable 方式，需要 FutureTask 实现类的支持，用于接收运算结果。
        FutureTask<Integer> result = new FutureTask<>(td);

        new Thread(result).start();

        //2.接收线程运算后的结果
        try {
            Integer sum = result.get();  //线程在运行的时候，FutureTask 的get方法并没有执行，而是在等待线程运行的结果。FutureTask 可用于 闭锁
            System.out.println(sum);
            System.out.println("------------------------------------");
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

class ThreadDemo implements Callable<Integer>{

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        int sum = 0;

        for (int i = 0; i <= 100000; i++) {
            sum += i;
        }

        return sum;
    }

}

/* 原来创建线程的方式 class ThreadDemo implements Runnable{ @Override public void run() { } }*/

Lock 同步锁

在Java 5.0 之前，协调共享对象的访问时可以使用的机制只有synchronized 和volatile 。Java 5.0 后增加了一些新的机制，但并不是一种替代内置锁的方法，而是当内置锁不适用时，作为一种可选择的高级功能。ReentrantLock 实现了Lock 接口，并提供了与synchronized 相同的互斥性和内存可见性。但相较于synchronized 提供了更高的处理锁的灵活性。

测试代码

/* * 一、用于解决多线程安全问题的方式： * * synchronized:隐式锁 * 1. 同步代码块 * * 2. 同步方法 * * jdk 1.5 后： * 3. 同步锁 Lock * 注意：是一个显示锁，需要通过 lock() 方法上锁，必须通过 unlock() 方法进行释放锁 */
public class TestLock {

    public static void main(String[] args) {
        Ticket ticket = new Ticket();

        new Thread(ticket, "1号窗口").start();
        new Thread(ticket, "2号窗口").start();
        new Thread(ticket, "3号窗口").start();
    }

}

class Ticket implements Runnable{

    private int tick = 100;

    private Lock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while(true){

            lock.lock(); //上锁

            try{
                if(tick > 0){
                    try {
                        Thread.sleep(200);
                    } catch (InterruptedException e) {
                    }

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 完成售票，余票为：" + --tick);
                }
            }finally{
                lock.unlock(); //释放锁
            }
        }
    }

}

生产者消费者案例

/* * 生产者和消费者案例 */
public class TestProductorAndConsumer {

    public static void main(String[] args) {
        Clerk clerk = new Clerk();

        Productor pro = new Productor(clerk);
        Consumer cus = new Consumer(clerk);

        new Thread(pro, "生产者 A").start();
        new Thread(cus, "消费者 B").start();

        new Thread(pro, "生产者 C").start();
        new Thread(cus, "消费者 D").start();
    }

} 

//店员
class Clerk{
    private int product = 0;

    //进货
    public synchronized void get(){//循环次数：0
        while(product >= 1){//为了避免虚假唤醒问题，应该总是使用在循环中
            System.out.println("产品已满！");

            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
            }

        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + ++product);
        this.notifyAll();
    }

    //卖货
    public synchronized void sale(){//product = 0; 循环次数：0
        while(product <= 0){
            System.out.println("缺货！");

            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + --product);
        this.notifyAll();
    }
}

//生产者
class Productor implements Runnable{
    private Clerk clerk;

    public Productor(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
            }

            clerk.get();
        }
    }
}

//消费者
class Consumer implements Runnable{
    private Clerk clerk;

    public Consumer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            clerk.sale();
        }
    }
}

Condition 控制线程通信

Condition 接口描述了可能会与锁有关联的条件变量。这些变量在用法上与使用Object.wait 访问的隐式监视器类似，但提供了更强大的功能。需要特别指出的是，单个Lock 可能与多个Condition 对象关联。为了避免兼容性问题，Condition 方法的名称与对应的Object 版本中的不同。在Condition 对象中，与wait、notify 和notifyAll 方法对应的分别是await、signal 和signalAll。Condition 实例实质上被绑定到一个锁上。要为特定Lock 实例获得Condition 实例，请使用其newCondition() 方法。

测试代码

/* * 生产者消费者案例： */
public class TestProductorAndConsumerForLock {

    public static void main(String[] args) {
        Clerk clerk = new Clerk();

        Productor pro = new Productor(clerk);
        Consumer con = new Consumer(clerk);

        new Thread(pro, "生产者 A").start();
        new Thread(con, "消费者 B").start();

// new Thread(pro, "生产者 C").start();
// new Thread(con, "消费者 D").start();
    }

}

class Clerk {
    private int product = 0;

    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition = lock.newCondition();

    // 进货
    public void get() {
        lock.lock();

        try {
            if (product >= 1) { // 为了避免虚假唤醒，应该总是使用在循环中。
                System.out.println("产品已满！");

                try {
                    condition.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                }

            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : "
                    + ++product);

            condition.signalAll();
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }

    // 卖货
    public void sale() {
        lock.lock();

        try {
            if (product <= 0) {
                System.out.println("缺货！");

                try {
                    condition.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : "
                    + --product);

            condition.signalAll();

        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

// 生产者
class Productor implements Runnable {

    private Clerk clerk;

    public Productor(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            clerk.get();
        }
    }
}

// 消费者
class Consumer implements Runnable {

    private Clerk clerk;

    public Consumer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            clerk.sale();
        }
    }

}

线程按序交替

编写一个程序，开启3 个线程，这三个线程的ID 分别为A、B、C，每个线程将自己的ID 在屏幕上打印10 遍，要求输出的结果必须按顺序显示。如：ABCABCABC…… 依次递归

public class TestABCAlternate {

    public static void main(String[] args) {
        final AlternateDemo ad = new AlternateDemo();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {

                for (int i = 1; i <= 10; i++) {
                    ad.loopA(i);
                }

            }
        }, "A").start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {

                for (int i = 1; i <= 10; i++) {
                    ad.loopB(i);
                }

            }
        }, "B").start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {

                for (int i = 1; i <= 10; i++) {
                    ad.loopC(i);

                    System.out.println("-----------------------------------");
                }

            }
        }, "C").start();
    }

}

class AlternateDemo{

    private int number = 1; //当前正在执行线程的标记

    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition1 = lock.newCondition();
    private Condition condition2 = lock.newCondition();
    private Condition condition3 = lock.newCondition();

    /** * @param totalLoop : 循环第几轮 */
    public void loopA(int totalLoop){
        lock.lock();

        try {
            //1. 判断
            if(number != 1){
                condition1.await();
            }

            //2. 打印
            for (int i = 1; i <= 1; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + i + "\t" + totalLoop);
            }

            //3. 唤醒
            number = 2;
            condition2.signal();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void loopB(int totalLoop){
        lock.lock();

        try {
            //1. 判断
            if(number != 2){
                condition2.await();
            }

            //2. 打印
            for (int i = 1; i <= 1; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + i + "\t" + totalLoop);
            }

            //3. 唤醒
            number = 3;
            condition3.signal();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void loopC(int totalLoop){
        lock.lock();

        try {
            //1. 判断
            if(number != 3){
                condition3.await();
            }

            //2. 打印
            for (int i = 1; i <= 1; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + i + "\t" + totalLoop);
            }

            //3. 唤醒
            number = 1;
            condition1.signal();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

}

ReadWriteLock 读写锁

ReadWriteLock 维护了一对相关的锁，一个用于只读操作，另一个用于写入操作。只要没有writer，读取锁可以由多个reader 线程同时保持。写入锁是独占的。ReadWriteLock 读取操作通常不会改变共享资源，但执行写入操作时，必须独占方式来获取锁。对于读取操作占多数的数据结构。ReadWriteLock 能提供比独占锁更高的并发性。而对于只读的数据结构，其中包含的不变性可以完全不需要考虑加锁操作。

测试代码

/* * 1. ReadWriteLock : 读写锁 * * 写写/读写 需要“互斥” * 读读 不需要互斥 * */
public class TestReadWriteLock {

    public static void main(String[] args) {
        ReadWriteLockDemo rw = new ReadWriteLockDemo();

        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                rw.set((int)(Math.random() * 101));
            }
        }, "Write:").start();


        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    rw.get();
                }
            }).start();
        }
    }

}

class ReadWriteLockDemo{

    private int number = 0;

    private ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();

    //读
    public void get(){
        lock.readLock().lock(); //上锁

        try{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + number);
        }finally{
            lock.readLock().unlock(); //释放锁
        }
    }

    //写
    public void set(int number){
        lock.writeLock().lock();

        try{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            this.number = number;
        }finally{
            lock.writeLock().unlock();
        }
    }
}

线程八锁

《Java JUC》

测试代码

/*
 * 题目：判断打印的 "one" or "two" ？
 * 
 * 1. 两个普通同步方法，两个线程，标准打印， 打印? //one two 
   public  synchronized void getOne(){//Number.class

        System.out.println("one");
    }

    public synchronized void getTwo(){//this
        System.out.println("two");
    }
 * 2. 新增 Thread.sleep() 给 getOne() ,打印? //one two
 public  synchronized void getOne(){
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
        }

        System.out.println("one");
    }

    public synchronized void getTwo(){//this
        System.out.println("two");
    }
 * 3. 新增普通方法 getThree() , 打印? //three one two
 public  synchronized void getOne(){
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
        }

        System.out.println("one");
    }

    public synchronized void getTwo(){//this
        System.out.println("two");
    }

 public void getThree(){
        System.out.println("three");
    }
 * 4. 两个普通同步方法，两个 Number 对象，打印?  //two one
 public  synchronized void getOne(){
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
        }

        System.out.println("one");
    }

    public synchronized void getTwo(){//this
        System.out.println("two");
    }
    Number number = new Number();
        Number number2 = new Number();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                number.getOne();
            } 
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                number2.getTwo();
            }
        }).start();
 * 5. 修改 getOne() 为静态同步方法，打印?  //two one
 public static synchronized void getOne(){//Number.class
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
        }

        System.out.println("one");
    }

    public synchronized void getTwo(){//this
        System.out.println("two");
    }
    Number number = new Number();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                number.getOne();
            } 
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                number.getTwo();
            }
        }).start();
 * 6. 修改两个方法均为静态同步方法，一个 Number 对象?  //one two
 public static synchronized void getOne(){//Number.class
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
        }

        System.out.println("one");
    }

public static synchronized void getTwo(){//this
        System.out.println("two");
    }
    Number number = new Number();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                number.getOne();
            } 
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                number.getTwo();
            }
        }).start();
 * 7. 一个静态同步方法，一个非静态同步方法，两个 Number 对象?  //two one
 public static synchronized void getOne(){//Number.class
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
        }

        System.out.println("one");
    }

    public synchronized void getTwo(){//this
        System.out.println("two");
    }
    Number number = new Number();
        Number number2 = new Number();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                number.getOne();
            } 
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                number2.getTwo();
            }
        }).start();
 * 8. 两个静态同步方法，两个 Number 对象?   //one two
 *  public static synchronized void getOne(){//Number.class
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
        }

        System.out.println("one");
    }

public static synchronized void getTwo(){//this
        System.out.println("two");
    }
    Number number = new Number();
        Number number2 = new Number();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                number.getOne();
            } 
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                number2.getTwo();
            }
        }).start();
 * 线程八锁的关键：
 * ①非静态方法的锁默认为  this,  静态方法的锁为 对应的 Class 实例
 * ②某一个时刻内，只能有一个线程持有锁，无论几个方法。
 */
public class TestThread8Monitor {

    public static void main(String[] args) {
        Number number = new Number();
        Number number2 = new Number();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                number.getOne();
            } 
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
// number.getTwo();
                number2.getTwo();
            }
        }).start();

        /*new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                number.getThree();
            }
        }).start();*/

    }

}

class Number{

    public static synchronized void getOne(){//Number.class
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
        }

        System.out.println("one");
    }

    public synchronized void getTwo(){//this
        System.out.println("two");
    }

    public void getThree(){
        System.out.println("three");
    }

}

线程池

第四种获取线程的方法：线程池，一个ExecutorService，它使用可能的几个池线程之一执行每个提交的任务，通常使用Executors 工厂方法配置。线程池可以解决两个不同问题：由于减少了每个任务调用的开销，它们通常可以在执行大量异步任务时提供增强的性能，并且还可以提供绑定和管理资源（包括执行任务集时使用的线程）的方法。每个ThreadPoolExecutor 还维护着一些基本的统计数据，如完成的任务数。
为了便于跨大量上下文使用，此类提供了很多可调整的参数和扩展钩子(hook)。但是，强烈建议程序员使用较为方便的Executors 工厂方法,它们均为大多数使用场景预定义了设置。

《Java JUC》

测试代码

/* * 一、线程池：提供了一个线程队列，队列中保存着所有等待状态的线程。避免了创建与销毁额外开销，提高了响应的速度。 * * 二、线程池的体系结构： * java.util.concurrent.Executor : 负责线程的使用与调度的根接口 * |--**ExecutorService 子接口: 线程池的主要接口 * |--ThreadPoolExecutor 线程池的实现类 * |--ScheduledExecutorService 子接口：负责线程的调度 * |--ScheduledThreadPoolExecutor ：继承 ThreadPoolExecutor， 实现 ScheduledExecutorService * * 三、工具类 : Executors * ExecutorService newFixedThreadPool() : 创建固定大小的线程池 * ExecutorService newCachedThreadPool() : 缓存线程池，线程池的数量不固定，可以根据需求自动的更改数量。 * ExecutorService newSingleThreadExecutor() : 创建单个线程池。线程池中只有一个线程 * * ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool() : 创建固定大小的线程，可以延迟或定时的执行任务。 */
public class TestThreadPool {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1. 创建线程池
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);

        List<Future<Integer>> list = new ArrayList<>();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Future<Integer> future = pool.submit(new Callable<Integer>(){

                @Override
                public Integer call() throws Exception {
                    int sum = 0;

                    for (int i = 0; i <= 100; i++) {
                        sum += i;
                    }

                    return sum;
                }

            });

            list.add(future);
        }

        pool.shutdown();

        for (Future<Integer> future : list) {
            System.out.println(future.get());
        }



        /*ThreadPoolDemo tpd = new ThreadPoolDemo(); //2. 为线程池中的线程分配任务 for (int i = 0; i < 10; i++) { pool.submit(tpd); } //3. 关闭线程池 pool.shutdown();*/
    }

// new Thread(tpd).start();
// new Thread(tpd).start();

}

class ThreadPoolDemo implements Runnable{

    private int i = 0;

    @Override
    public void run() {
        while(i <= 100){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i++);
        }
    }

}

线程调度

一个ScheduledExecutorService，可安排在给定的延迟后运行或定期执行的命令。

测试代码

/* * 一、线程池：提供了一个线程队列，队列中保存着所有等待状态的线程。避免了创建与销毁额外开销，提高了响应的速度。 * * 二、线程池的体系结构： * java.util.concurrent.Executor : 负责线程的使用与调度的根接口 * |--**ExecutorService 子接口: 线程池的主要接口 * |--ThreadPoolExecutor 线程池的实现类 * |--ScheduledExecutorService 子接口：负责线程的调度 * |--ScheduledThreadPoolExecutor ：继承 ThreadPoolExecutor， 实现 ScheduledExecutorService * * 三、工具类 : Executors * ExecutorService newFixedThreadPool() : 创建固定大小的线程池 * ExecutorService newCachedThreadPool() : 缓存线程池，线程池的数量不固定，可以根据需求自动的更改数量。 * ExecutorService newSingleThreadExecutor() : 创建单个线程池。线程池中只有一个线程 * * ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool() : 创建固定大小的线程，可以延迟或定时的执行任务。 */
public class TestScheduledThreadPool {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(5);

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Future<Integer> result = pool.schedule(new Callable<Integer>(){

                @Override
                public Integer call() throws Exception {
                    int num = new Random().nextInt(100);//生成随机数
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + num);
                    return num;
                }

            }, 1, TimeUnit.SECONDS);

            System.out.println(result.get());
        }

        pool.shutdown();
    }

}

ForkJoinPool 分支/合并框架工作窃取

《Java JUC》

Fork/Join 框架与线程池的区别

《Java JUC》

测试代码

public class TestForkJoinPool {

    public static void main(String[] args) {
        Instant start = Instant.now();

        ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();

        ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinSumCalculate(0L, 50000000000L);

        Long sum = pool.invoke(task);

        System.out.println(sum);

        Instant end = Instant.now();

        System.out.println("耗费时间为：" + Duration.between(start, end).toMillis());//166-1996-10590
    }

    @Test
    public void test1(){
        Instant start = Instant.now();

        long sum = 0L;

        for (long i = 0L; i <= 50000000000L; i++) {
            sum += i;
        }

        System.out.println(sum);

        Instant end = Instant.now();

        System.out.println("耗费时间为：" + Duration.between(start, end).toMillis());//35-3142-15704
    }

    //java8 新特性
    @Test
    public void test2(){
        Instant start = Instant.now();

        Long sum = LongStream.rangeClosed(0L, 50000000000L)
                             .parallel()
                             .reduce(0L, Long::sum);

        System.out.println(sum);

        Instant end = Instant.now();

        System.out.println("耗费时间为：" + Duration.between(start, end).toMillis());//1536-8118
    }

}

class ForkJoinSumCalculate extends RecursiveTask<Long>{

    /** * */
    private static final long serialVersionUID = -259195479995561737L;

    private long start;
    private long end;

    private static final long THURSHOLD = 10000L;  //临界值

    public ForkJoinSumCalculate(long start, long end) {
        this.start = start;
        this.end = end;
    }

    @Override
    protected Long compute() {
        long length = end - start;

        if(length <= THURSHOLD){
            long sum = 0L;

            for (long i = start; i <= end; i++) {
                sum += i;
            }

            return sum;
        }else{
            long middle = (start + end) / 2;

            ForkJoinSumCalculate left = new ForkJoinSumCalculate(start, middle); 
            left.fork(); //进行拆分，同时压入线程队列

            ForkJoinSumCalculate right = new ForkJoinSumCalculate(middle+1, end);
            right.fork(); //

            return left.join() + right.join();
        }
    }

}

    原文作者：JUC
    原文地址: https://blog.csdn.net/cx8122389/article/details/70049425
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