Java 实现多线程,继承 Thread 类,另一种就是实现 Runnable 接口。实际 Thread 类源码也是实现了 Runnable,使用继承 Thread 方式创建多线程,最大的局限就是不能多继承,随意推荐实现 Runnable 。

Executor

Java 5 开始, Java 并发 API 提供了一套执行器框架 Executor Framework,围绕 Executor 接口和它的子接口 ExecutorService ,以及实现这两个接口的 ThreadPoolExecutor 类展开。这套机制将任务创建和执行分离。执行器通过创建所需的线程来负责 Runnable 对象的创建、实例化和运行。执行器使用线程池来提高应用性能。

执行器另一个优势是 Callable 接口,类似于 Runnable 接口,但是 Callable 接口的 call() 方法能够返回接口;当发送 Callable 对象给 Executor 时,将获得一个实现了 Future 接口的对象,通过这个对象,可以用来控制 Callable 的状态和结果。

Executor 是一个接口,用来表示一个对象能够接受 task 来执行。

执行器需要显示的结束它,否则程序不会结束。执行器没有任何任务可以执行,那么会一直等待。

ExecutorService

ExecutorService 接口继承 Executor 接口,提供做了更多管理生命周期的方法,他提供了内存队列,并且可以通过当前线程的可用性来安排任务执行。

public interface ExecutorService extends Executor {
    void shutdown();
    List<Runnable> shutdownNow();
    boolean isShutdown();
    boolean isTerminated();
    boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit);
    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);
    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks);
    <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks);
}

几个重要的方法:

  • submit 方法调用 Executor.execute() 然后返回 Future
  • invokeAnyinvokeAll 方法来提交一个集合任务,然后等待
  • shutdown 方法平稳关闭,不再接受新任务,同时等待已经提交的任务执行完毕,包括还未开始的任务
  • shutdownNow 方法将直接关闭过程,将尝试取消所有运行中的任务,不再启动队列中尚未开始的任务

ExecutorService 的生命周期有三种:运行,关闭和已终止。

  • ExecutorService 创建初期处于运行状态
  • 当所有任务都完成就进入终止状态

Executors

Executors 是一个工具类。 Executors 类中有很多创建线程池的方法,这些方法都是调用

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler) { ... }

参数说明

  • corePoolSize 基本大小,在没有任务执行时,线程池的大小
  • maximumPoolSize 最大大小,可同时活动的线程数量上限
  • keepAliveTime 当某个线程空闲时间超过存活时间,会被标记为回收,当线程池大小超过基本大小时,该线程会被终止

在 Executors 中提供了很多静态方法:

  • newFixedThreadPool(int) 固定长度线程池
  • newCachedThreadPool() 可缓存线程池,线程池规模不存在任何限制
  • newSingleThreadExecutor() 单线程 Executor,如果这个线程出现异常,将创建新的线程补充。能够确保任务在队列中顺序执行,FIFO
  • newScheduledThreadPool(int) 固定长度线程池,延迟或定时执行任务,类似 Timer

ScheduledExecutorService

ScheduledExecutorService 和 ExecutorService 接口类似,但是提供了定时任务的方法。

Future

Future 用来表示异步操作的结果。他有方法可以用来检测任务有没有完成,也有方法来获取异步任务的结果。

volatile

关键字 volatile 主要作用是让变量在多个线程间可见。

volatile vs synchronized

  • volatile 关键字是程序同步轻量级实现,性能稍好,volatile 只能修饰变量,而 synchronized 可以修饰方法,代码块
  • 多线程访问 volatile 不会阻塞, synchronized 会阻塞
  • volatile 能保证数据可见性,不能保证原子性;synchronized 可以保证原子性,也能间接保证可见性,synchronized 会将私有内存和公共内存的数据同步。

thread setDaemon(boolean)

关于 Thread 类中 setDaemon(boolean) 中的 daemon 方法,一个守护线程是程序运行结束仍然运行的线程,垃圾回收线程就是典型的例子。在 Java 中有两类线程:User Thread(用户线程)、Daemon Thread(守护线程) 。只要当前 JVM 实例中尚存在任何一个非守护线程没有结束,守护线程就全部工作;只有当最后一个非守护线程结束时,守护线程随着 JVM 一同结束工作。

User 和 Daemon 两者几乎没有区别,唯一的不同之处就在于虚拟机的离开:如果 User Thread 已经全部退出运行了,只剩下 Daemon Thread 存在了,虚拟机也就退出了。 因为没有了被守护者,Daemon 也就没有工作可做了,也就没有继续运行程序的必要了。