java線程的原理和實現方式

本篇內容介紹了“java線程的原理和實現方式”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

多線程的實現方式以及區別

我們都知道，實現多線程的方式是繼承Thread類和實現Runable接口，那么除了java中不允許多繼承的這個特性，他們之間還有什么區別呢？我們看下面這個例子：

//繼承Thread類
public class ThreadTest extends Thread {
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
    @Override
    public void run() {
       for(int i=0;i<5;i++){
           System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + count.incrementAndGet());
       }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new ThreadTest().start();
        new ThreadTest().start();
    }
}

//實現Runable接口
public class RunnableTest implements Runnable {
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + count.incrementAndGet());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        RunnableTest rab=new RunnableTest();
        new Thread(rab).start();
        new Thread(rab).start();
    }
}

通過觀察console信息我們可以看到，繼承Thread類，無法共享對象資源，而實現Runable則可以；這讓我們可以針對不同的業務情況作出不同的選擇。

線程的狀態

Thread.State枚舉中定義了線程的六種狀態

關于線程狀態流轉，看下面這幅圖；左邊是正常狀態流轉，右邊是存在block和waiting的情況：

網上有些文章說線程還分為ready和running狀態，這里需要注意的是，這兩種執行狀態都屬于Runable狀態；ready和running狀態其實是描述VM/OS是否線程分配CPU資源，JVM并不能決定這一事情。當然運行中的線程通過調用yield方法是可以將running狀態的線程切換到ready狀態，但這一過程是OS層面的事情而非JVM層面。

有關線程的方法

在實現多線程的過程中，我們需要用到相關方法來進行線程狀態的切換，已達到不同的目的。

• Thread類的相關方法

• Object類的相關方法
  Obj類主要有wait()和notify()、notifyAll()三個方法來控制多線程讀共享數據的訪問；注意這三個方法不是Thread類的，故只能在同步代碼塊中才會產生效果。

線程池

我們在系統中直接new線程是可以實現多線程，但是存在以下弊端：

• 線程不能重用，過多的線程創建和銷毀會降低系統性能

• 不能控制線程并發數量

• 不能指定線程的定時執行等

ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor讓我們可以自定義線程池，它有三個構造函數，它的參數含義如下 ：

• 任務隊列

workQueue指明了當核心線程數達到最大時，任務的排隊策略；有三種類型：

• 拒絕策略

在使用有界隊列的前提下，如果工作隊列已滿，我們需要設定拒絕策略

以上拒絕策略中，除了CallerRunsPolicy其他的都好理解，下面我們使用CallerRunsPolicy策略來和DiscardPolicy進行一個比對：

我們定義了最大線程是3個，排隊兩個，線程睡眠0.5s以達到效果；使用DiscardPolicy策略我們可以看到10個任務丟棄了5個。
但是CallerRunsPolicy策略會讓主線程來執行任務，同時將主線程阻塞，已達到延緩提交任務的效果；當主線程執行完畢后，線程池內任務也執行完畢了，這時線程池會繼續接受后續任務。

線程池提交方式

我們可以通過submit、execute方法提交任務給線程池執行，其中submit方法有三個重載，他們有以下區別

線程池優化策略

• CPU密集型任務，就需要盡量壓榨CPU，參考值可以設為 NCPU+1

• IO密集型任務，參考值可以設置為2*NCPU

Executors

上面ThreadExecutorPool提供給我們手動實現線程池的方式，同時J.U.C包下面提供了線程池Executors類，可以讓我們方便的創建線程池。
Executors提供了5種線程池的實現方式，以針對不同的業務場景：

從上圖中我們可以看到，除了newWorkStealingPool以外，其他的線程池都只是通過ThreadExecutorPool構造函數，傳遞不同的參數而實現不同的效果，這也是本篇博客為什么先介紹ThreadExecutorPool的原因；雖然這幾種線程池區別已經一目了然，我們還是列舉一下它們的特點：

• ForkJoinPool
  ForkJoinPool適用于大型任務，其核心是Fork和Join；Fork可以將一個大任務拆分為多個小的任務，Join會將多個小的任務的結果匯總達到最終運行效果。

舉個例子：假設一個線程池中并發數控制在兩個，但是每個任務都要運行1分鐘；假設我們當前服務器有4個CPU，兩個在處理任務，其他的則為空閑狀態，這時剩下的兩個空閑CPU資源是浪費的。
試想一下：如果們能使剩下的兩個空閑的CPU也能利用起來處理上面兩個任務，任務運行肯定會加快，這就是ForkJoinPool的設計出發點。

不要使用Executors

多數情況下，不推薦使用Executors，而推薦手動創建ThreadExecutorPool，因為Executors的五種實現方式有一下缺點：

• 要么不能控制并發：資源耗盡、OOM

• 要么不能設置等待隊列大小：OOM

• 不能指定拒絕策略

線程池的相關方法

“java線程的原理和實現方式”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識可以關注億速云網站，小編將為大家輸出更多高質量的實用文章！