毕业设计网站开发选题依据,如何自己做资源网站,广告代码在线制作,网页制作电子教程JUC-并发编程04 (八)、共享模型之工具1.线程池(1).自定义线程池_任务数小于队列容量(2).自定义线程池_任务数大于队列容量(3).自定义线程池_拒绝策略 2.ThreadPoolExecutor(1).线程池状态(2).构造方法(3).newFixedThreadPool (固定大小线程池)(4).newCachedThreadPool (缓存线程… JUC-并发编程04 (八)、共享模型之工具1.线程池(1).自定义线程池_任务数小于队列容量(2).自定义线程池_任务数大于队列容量(3).自定义线程池_拒绝策略 2.ThreadPoolExecutor(1).线程池状态(2).构造方法(3).newFixedThreadPool (固定大小线程池)(4).newCachedThreadPool (缓存线程池)(5). newSingleThreadExecutor (单线程线程池)(6).提交任务(7).关闭线程池 3.异步模式之工作线程(1). 定义(2).饥饿线程(3).饥饿线程_解决(4).创建多少线程池合适 4.任务调度线程池(1).Timer 实现定时任务(2).newScheduledThreadPool (延迟线程池)(3).newScheduledThreadPool (定时线程池)(4).正确处理线程池异常(5).定时任务测试 5. Tomcat 线程池(1).Tomcat 在哪里用到了线程池呢(2).Tomcat 配置 6.Fork/join(1).任务拆分概念(2).任务拆分举例(3).任务拆分优化 (九)、JUC1.AQS原理(1).aqs概述(2).自定义锁 (十)、 ReentrantLock 原理1.非公平锁实现原理(1).加锁解锁流程 (十一)、线程安全集合类概述1.概述 (八)、共享模型之工具
1.线程池
线程是十分消耗资源的假如说线程数大于CPU核定的线程数的话。那么性能将会受到严重的影响建立线程池可以解决这个问题!!!
(1).自定义线程池_任务数小于队列容量 步骤1: 阻塞队列 // 阻塞队列
class BlockingQueueT {// 1. 任务队列:private DequeT queue new ArrayDeque();// 2. 锁ReentrantLock lock new ReentrantLock();// 3.生产者条件变量private Condition fullWaitSet lock.newCondition();// 4.消费者条件变量private Condition emptyWaitSet lock.newCondition();// 5.容量private int capacity;public BlockingQueue(int capacity) {this.capacity capacity;}// 6.带超时的阻塞获取public T poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {lock.lock(); // 1.获取元素的时候先进行加锁的操作try {// 将超时时间统一转换为纳秒long nanos unit.toNanos(timeout);while (queue.isEmpty()) { // 2.假如说任务队列是空的// ⭐⭐ 假如时间超了的话那么我们就返回nullif (nanos 0) {return null;}nanos emptyWaitSet.awaitNanos(nanos); // 3.消费者进行阻塞等待切记这里一定进行重赋值一下}T t queue.removeFirst();//4.不为空的话就进行消费return t;} finally {lock.unlock();}}// 阻塞获取public T tack() {lock.lock(); // 1.获取元素的时候先进行加锁的操作try {while (queue.isEmpty()) { // 2.假如说任务队列是空的try {emptyWaitSet.await(); // 3.消费者进行等待} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}T t queue.removeFirst();//4.不为空的话就进行消费return t;} finally {lock.unlock();}}// 阻塞添加public void put(T element) {lock.lock();try {while (queue.size() capacity) { // 队列长度是否等于容量,假如说满的话fullWaitSet.await(); // 服务者唤醒}queue.add(element); // 向队列中添加} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}// 获取队列大小public int size() {lock.lock();try {return queue.size();} finally {lock.unlock();}}}步骤二:线程池类 //线程池类
Slf4j(topic c.ThreadPool)
class ThreadPool {// 1.任务队列private BlockingQueueRunnable taskQueue;// 2.线程集合private HashSetWorker workers new HashSet();// 3.核心线程数private int coreSize;// 4.获取任务的超时时间private long timeout;// 5.时间单位private TimeUnit timeUnit;// 6.执行任务public void execute(Runnable task) {// 当任务数没有超过 cpu的核心线程数的时候直接交给 worker 执行。// 如果任务数超过 cpu的核心线程数的时候 加入任务队列暂存。synchronized (workers) {if (workers.size() coreSize) {Worker worker new Worker(task);log.debug(新增 worker{},任务队列为{},worker,task);workers.add(worker);worker.start();} else {log.debug(加入任务队列 {},task);taskQueue.put(task);}}}public ThreadPool(int coreSize, long timeout, TimeUnit timeUnit, int queueCapacity) {this.coreSize coreSize;this.timeout timeout;this.timeUnit timeUnit;this.taskQueue new BlockingQueue(queueCapacity);}class Worker extends Thread {// 任务线程private Runnable task;public Worker(Runnable task) {this.task task;}Overridepublic void run() {// 执行任务// (1).当 task 不为空执行任务// (2).当 task 执行完毕再接着从任务队列获取任务并执行while (task ! null || (task taskQueue.tack()) ! null) {try {log.debug(正在执行.... {},task);task.run();} finally {task null;}}synchronized (workers){log.debug(worker 被移除{},this);workers.remove(this); // 假如说执行完毕的话需要移除}}}
}步骤三: 测试执行 Slf4j(topic c.test17)
public class Test17 {public static void main(String[] args) {ThreadPool threadPool new ThreadPool(2, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, 10);for (int i 0; i 5; i) {int j i;threadPool.execute(()-{log.debug({},j);});}}
}线程执行完毕之后我们仍然处于死等的状态!!! 设置有时限的线程池 设置有时间限制的线程池:
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.sql.Connection;
import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;
import java.util.HashSet;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/20 17:19* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: Test17* Description: TODO* Version 1.0*/
Slf4j(topic c.test17)
public class Test17 {public static void main(String[] args) {ThreadPool threadPool new ThreadPool(2, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, 10);for (int i 0; i 5; i) {int j i;threadPool.execute(() - {log.debug({}, j);});}}
}// ****************************阻塞队列Slf4j(topic c.BlockingQueue)
// 阻塞队列
class BlockingQueueT {// 1. 任务队列:private DequeT queue new ArrayDeque();// 2. 锁ReentrantLock lock new ReentrantLock();// 3.生产者条件变量private Condition fullWaitSet lock.newCondition();// 4.消费者条件变量private Condition emptyWaitSet lock.newCondition();// 5.容量private int capacity;public BlockingQueue(int capacity) {this.capacity capacity;}// 6.带超时的阻塞获取public T poll(long timeout, TimeUnit unit) {lock.lock(); // 1.获取元素的时候先进行加锁的操作try {// 将超时时间统一转换为纳秒long nanos unit.toNanos(timeout);while (queue.isEmpty()) { // 2.假如说任务队列是空的// ⭐⭐ 假如时间超了的话那么我们就返回nullif (nanos 0) {return null;}try {nanos emptyWaitSet.awaitNanos(nanos); // 3.消费者进行阻塞等待切记这里一定进行重赋值一下} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}T t queue.removeFirst();//4.不为空的话就进行消费return t;} finally {lock.unlock();}}// 阻塞获取public T tack() {lock.lock(); // 1.获取元素的时候先进行加锁的操作try {while (queue.isEmpty()) { // 2.假如说任务队列是空的try {emptyWaitSet.await(); // 3.消费者进行等待} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}T t queue.removeFirst();//4.不为空的话就进行消费return t;} finally {lock.unlock();}}// 阻塞添加public void put(T element) {lock.lock();try {while (queue.size() capacity) { // 队列长度是否等于容量,假如说满的话fullWaitSet.await(); // 服务者唤醒}queue.add(element); // 向队列中添加} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}// 获取队列大小public int size() {lock.lock();try {return queue.size();} finally {lock.unlock();}}}// ****************************线程池//线程池类
Slf4j(topic c.ThreadPool)
class ThreadPool {// 1.任务队列private BlockingQueueRunnable taskQueue;// 2.线程集合private HashSetWorker workers new HashSet();// 3.核心线程数private int coreSize;// 4.获取任务的超时时间private long timeout;// 5.时间单位private TimeUnit timeUnit;// 6.执行任务public void execute(Runnable task) {// 当任务数没有超过 cpu的核心线程数的时候直接交给 worker 执行。// 如果任务数超过 cpu的核心线程数的时候 加入任务队列暂存。synchronized (workers) {if (workers.size() coreSize) {Worker worker new Worker(task);log.debug(新增 worker{},任务队列为{}, worker, task);workers.add(worker);worker.start();} else {log.debug(加入任务队列 {}, task);taskQueue.put(task);}}}public ThreadPool(int coreSize, long timeout, TimeUnit timeUnit, int queueCapacity) {this.coreSize coreSize;this.timeout timeout;this.timeUnit timeUnit;this.taskQueue new BlockingQueue(queueCapacity);}class Worker extends Thread {// 任务线程private Runnable task;public Worker(Runnable task) {this.task task;}Overridepublic void run() {// 执行任务// (1).当 task 不为空执行任务// (2).当 task 执行完毕再接着从任务队列获取任务并执行
// while (task ! null || (task taskQueue.tack()) ! null) {// ⭐⭐⭐ 设置有时限的线程池while (task ! null || (task taskQueue.poll(1000,TimeUnit.MILLISECONDS)) ! null) {try {log.debug(正在执行.... {}, task);task.run();} finally {task null;}}synchronized (workers) {log.debug(worker 被移除{}, this);workers.remove(this); // 假如说执行完毕的话需要移除}}}
}(2).自定义线程池_任务数大于队列容量
线程数为15而队列的长度只有10个!!!
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.sql.Connection;
import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;
import java.util.HashSet;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/20 17:19* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: Test17* Description: TODO* Version 1.0*/
Slf4j(topic c.test17)
public class Test17 {public static void main(String[] args) {ThreadPool threadPool new ThreadPool(2, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, 10);for (int i 0; i 15; i) { // ⭐开启的线程为15个而容量只有10个int j i;threadPool.execute(() - {try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}log.debug({}, j);});}}
}// **************************** 阻塞队列Slf4j(topic c.BlockingQueue)
// 阻塞队列
class BlockingQueueT {// 1. 任务队列:private DequeT queue new ArrayDeque();// 2. 锁ReentrantLock lock new ReentrantLock();// 3.生产者条件变量private Condition fullWaitSet lock.newCondition();// 4.消费者条件变量private Condition emptyWaitSet lock.newCondition();// 5.容量private int capacity;public BlockingQueue(int capacity) {this.capacity capacity;}// 6.带超时的阻塞获取public T poll(long timeout, TimeUnit unit) {lock.lock(); // 1.获取元素的时候先进行加锁的操作try {// 将超时时间统一转换为纳秒long nanos unit.toNanos(timeout);while (queue.isEmpty()) { // 2.假如说任务队列是空的// 假如时间超了的话那么我们就返回nullif (nanos 0) {return null;}try {nanos emptyWaitSet.awaitNanos(nanos); // 3.消费者进行阻塞等待切记这里一定进行重赋值一下} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}T t queue.removeFirst();//4.不为空的话就进行消费return t;} finally {lock.unlock();}}// 阻塞获取public T tack() {lock.lock(); // 1.获取元素的时候先进行加锁的操作try {while (queue.isEmpty()) { // 2.假如说任务队列是空的try {emptyWaitSet.await(); // 3.消费者进行等待} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}T t queue.removeFirst();//4.不为空的话就进行消费return t;} finally {lock.unlock();}}// 阻塞添加public void put(T element) {lock.lock();try {while (queue.size() capacity) { // 队列长度是否等于容量,假如说满的话log.debug(线程池满了....等待加入队列中...... {}, element);fullWaitSet.await(); // 服务者唤醒}log.debug(加入任务队列 {}, element);queue.add(element); // 向队列中添加emptyWaitSet.signal();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}// 获取队列大小public int size() {lock.lock();try {return queue.size();} finally {lock.unlock();}}}// **************************** 线程池//线程池类
Slf4j(topic c.ThreadPool)
class ThreadPool {// 1.任务队列private BlockingQueueRunnable taskQueue;// 2.线程集合private HashSetWorker workers new HashSet();// 3.核心线程数private int coreSize;// 4.获取任务的超时时间private long timeout;// 5.时间单位private TimeUnit timeUnit;// 6.执行任务public void execute(Runnable task) {// 当任务数没有超过 cpu的核心线程数的时候直接交给 worker 执行。// 如果任务数超过 cpu的核心线程数的时候 加入任务队列暂存。synchronized (workers) {if (workers.size() coreSize) {Worker worker new Worker(task);log.debug(新增 worker{},任务队列为{}, worker, task);workers.add(worker);worker.start();} else {taskQueue.put(task);}}}public ThreadPool(int coreSize, long timeout, TimeUnit timeUnit, int queueCapacity) {this.coreSize coreSize;this.timeout timeout;this.timeUnit timeUnit;this.taskQueue new BlockingQueue(queueCapacity);}class Worker extends Thread {// 任务线程private Runnable task;public Worker(Runnable task) {this.task task;}Overridepublic void run() {// 执行任务// (1).当 task 不为空执行任务// (2).当 task 执行完毕再接着从任务队列获取任务并执行
// while (task ! null || (task taskQueue.tack()) ! null) {// while (task ! null || (task taskQueue.poll(1000,TimeUnit.MILLISECONDS)) ! null) {try {log.debug(正在执行.... {}, task);task.run();} finally {task null;}}synchronized (workers) {log.debug(worker 被移除{}, this);workers.remove(this); // 假如说执行完毕的话需要移除}}}
}(3).自定义线程池_拒绝策略
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.openjdk.jmh.runner.RunnerException;import java.sql.Connection;
import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;
import java.util.HashSet;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/20 17:19* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: Test17* Description: TODO* Version 1.0*/
Slf4j(topic c.test17)
public class Test17 {public static void main(String[] args) {ThreadPool threadPool new ThreadPool(1, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, 1,(queue,element)-{// (1).死等 ⭐
// queue.put(element);// (2).带超时等待 ⭐⭐
// queue.offer(element,500,TimeUnit.MILLISECONDS);// (3).放弃任务的执行 ⭐⭐⭐
// log.debug(放弃{},element);// (4).抛出异常 ⭐⭐⭐⭐
// try {
// throw new RunnerException(任务执行失败element);
// } catch (RunnerException e) {
// e.printStackTrace();
// }// (5).让调用者自己执行任务 ⭐⭐⭐⭐⭐
// element.run();});for (int i 0; i 3; i) { // 开启的线程为15个而容量只有10个int j i;threadPool.execute(() - {try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}log.debug({}, j);});}}
}// **************************** 阻塞队列Slf4j(topic c.BlockingQueue)
// 阻塞队列
class BlockingQueueT {// 1. 任务队列:private DequeT queue new ArrayDeque();// 2. 锁ReentrantLock lock new ReentrantLock();// 3.生产者条件变量private Condition fullWaitSet lock.newCondition();// 4.消费者条件变量private Condition emptyWaitSet lock.newCondition();// 5.容量private int capacity;public BlockingQueue(int capacity) {this.capacity capacity;}// 6.带超时的阻塞获取public T poll(long timeout, TimeUnit unit) {lock.lock(); // 1.获取元素的时候先进行加锁的操作try {// 将超时时间统一转换为纳秒long nanos unit.toNanos(timeout);while (queue.isEmpty()) { // 2.假如说任务队列是空的// ⭐⭐ 假如时间超了的话那么我们就返回nullif (nanos 0) {return null;}try {nanos emptyWaitSet.awaitNanos(nanos); // 3.消费者进行阻塞等待切记这里一定进行重赋值一下} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}T t queue.removeFirst();//4.不为空的话就进行消费return t;} finally {lock.unlock();}}// 阻塞获取public T tack() {lock.lock(); // 1.获取元素的时候先进行加锁的操作try {while (queue.isEmpty()) { // 2.假如说任务队列是空的try {emptyWaitSet.await(); // 3.消费者进行等待} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}T t queue.removeFirst();//4.不为空的话就进行消费return t;} finally {lock.unlock();}}// 阻塞添加public void put(T element) {lock.lock();try {while (queue.size() capacity) { // 队列长度是否等于容量,假如说满的话log.debug(线程池满了....等待加入队列中...... {}, element);fullWaitSet.await(); // 服务者唤醒}log.debug(加入任务队列 {}, element);queue.add(element); // 向队列中添加emptyWaitSet.signal();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}// 获取队列大小public int size() {lock.lock();try {return queue.size();} finally {lock.unlock();}}// ⭐⭐带超时时间阻塞添加public boolean offer(T element, long timeout, TimeUnit timeUnit) {lock.lock();try {long nanos timeUnit.toNanos(timeout);while (queue.size() capacity) { // 队列长度是否等于容量,假如说满的话log.debug(线程池满了....等待加入队列中...... {}, element);if (nanos 0) {return false;}nanos fullWaitSet.awaitNanos(nanos); // 服务者设置等待时间}log.debug(加入任务队列 {}, element);queue.add(element); // 向队列中添加emptyWaitSet.signal();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}return true;}public void tryPut(RejectPolicyT rejectPolicy, T element) {lock.lock();try {// 判断队列是否满了?if (queue.size() capacity) { // 加入说队列满了rejectPolicy.reject(this,element); // 权力} else { // 有空闲log.debug(加入任务队列 {}, element);queue.add(element); // 向队列中添加emptyWaitSet.signal();}} finally {lock.unlock();}}
}// **************************** 接口FunctionalInterface // ⭐⭐⭐⭐⭐⭐ 拒绝策略
interface RejectPolicyT {void reject(BlockingQueueT queue, T task);}// ****************************线程池//线程池类
Slf4j(topic c.ThreadPool)
class ThreadPool {// 1.任务队列private BlockingQueueRunnable taskQueue;// 2.线程集合private HashSetWorker workers new HashSet();// 3.核心线程数private int coreSize;// 4.获取任务的超时时间private long timeout;// 5.时间单位private TimeUnit timeUnit;private RejectPolicyRunnable rejectPolicy;// 6.执行任务public void execute(Runnable task) {// 当任务数没有超过 cpu的核心线程数的时候直接交给 worker 执行。// 如果任务数超过 cpu的核心线程数的时候 加入任务队列暂存。synchronized (workers) {if (workers.size() coreSize) {Worker worker new Worker(task);log.debug(新增 worker{},任务队列为{}, worker, task);workers.add(worker);worker.start();} else {// (1).死等 ⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐// (2).带超时等待// (3).放弃任务的执行// (4).抛出异常// (5).让调用者自己执行任务taskQueue.tryPut(rejectPolicy, task);}}}public ThreadPool(int coreSize, long timeout, TimeUnit timeUnit, int queueCapacity, RejectPolicyRunnable rejectPolicy) {this.coreSize coreSize;this.timeout timeout;this.timeUnit timeUnit;this.taskQueue new BlockingQueue(queueCapacity);this.rejectPolicy rejectPolicy;}class Worker extends Thread {// 任务线程private Runnable task;public Worker(Runnable task) {this.task task;}Overridepublic void run() {// 执行任务// (1).当 task 不为空执行任务// (2).当 task 执行完毕再接着从任务队列获取任务并执行
// while (task ! null || (task taskQueue.tack()) ! null) {//while (task ! null || (task taskQueue.poll(1000, TimeUnit.MILLISECONDS)) ! null) {try {log.debug(正在执行.... {}, task);task.run();} finally {task null;}}synchronized (workers) {log.debug(worker 被移除{}, this);workers.remove(this); // 假如说执行完毕的话需要移除}}}
}2.ThreadPoolExecutor (1).线程池状态
ThreadPoolExecutor 使用 int 的高 3 位来表示线程池状态低 29 位表示线程数量。
状态名高 3 位接收新任务处理阻塞队列任务说明RUNNING111YY会接受新任务会处理阻塞队列剩余任务SHUTDOWN000NY不会接收新任务但会处理阻塞队列剩余任务STOP001NN会中断正在执行的任务并抛弃阻塞队列任务TIDYING010--任务全执行完毕活动线程为 0 即将进入终结TERMINATED011--终结状态
从数字上比较TERMINATED TIDYING STOP SHUTDOWN RUNNING
这些信息存储在一个原子变量 ctl 中目的是将线程池状态与线程个数合二为一这样就可以用一次 cas 原子操作进行赋值。 // c 为旧值 ctlOf 返回结果为新值
ctl.compareAndSet(c, ctlOf(targetState, workerCountOf(c))));// rs 为高 3 位代表线程池状态 wc 为低 29 位代表线程个数ctl 是合并它们
private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }
(2).构造方法 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueueRunnable workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler)corePoolSize CPU核心线程数目 (最多保留的线程数)maximumPoolSize 最大线程数目keepAliveTime 生存时间 - 针对救急线程unit 时间单位 - 针对救急线程workQueue 阻塞队列threadFactory 线程工厂 - 可以为线程创建时起个好名字handler 拒绝策略
工作方式 假如说核心线程数我们设置为2最大线程数为3阻塞队列长度为2。那么救急线程数为 maximumPoolSize - corePoolSize为1。假如说此时任务阻塞队列装不下了任务5出现那么将会触发救急线程进行帮助我们处理任务5。任务5还没处理完毕此时又加入一个任务6那么因为线程已经要大于maximumPoolSize那么需要进行执行拒绝策略!!! 线程池中刚开始没有线程当一个任务提交给线程池后线程池会创建一个新线程来执行任务。 当线程数达到 corePoolSize 并没有线程空闲这时再加入任务新加的任务会被加入 workQueue 队列排队直到有空闲的线程。 如果队列选择了有界队列那么任务超过了队列大小时会创建 maximumPoolSize - corePoolSize 数目的线程来救急 (也就是我们所说的救急线程)当我们的救急线程执行完毕任务之后他就会被解雇也就是立即死亡并不像核心线程数一样一直保留。 如果线程到达 maximumPoolSize 仍然有新任务 (也就是说救急线程也忙不过来了)这时会执行拒绝策略。拒绝策略 jdk 提供了 4 种实现其它著名框架也提供了实现 AbortPolicy 让调用者抛出 RejectedExecutionException 异常这是默认策略。CallerRunsPolicy 让调用者运行任务DiscardPolicy 放弃本次任务DiscardOldestPolicy 放弃队列中最早的任务本任务取而代之Dubbo 的实现在抛出 RejectedExecutionException 异常之前会记录日志并 dump 线程栈信息方便定位问题Netty 的实现是创建一个新线程来执行任务ActiveMQ 的实现带超时等待60s尝试放入队列类似我们之前自定义的拒绝策略。PinPoint 的实现它使用了一个拒绝策略链会逐一尝试策略链中每种拒绝策略。 当高峰过去后超过corePoolSize 的救急线程如果一段时间没有任务做需要结束节省资源这个时间由keepAliveTime 和 unit 来控制。 根据这个构造方法JDK Executors 类中提供了众多工厂方法来创建各种用途的线程池
(3).newFixedThreadPool (固定大小线程池) public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {// 1.核心线程数为 nThreads 2. 最大线程数为 nThreads 3. 等待超时时间为 0 4.等待超时的单位是毫秒 5.线程阻塞队列return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueueRunnable()); // 链表形式的阻塞队列}特点:
因为最大线程数和核心线程数相等所以没有救急线程被创建因此也无需超时时间。阻塞队列是链表形式的所以是无界的可以放任意数量的任务。 评价: 适用于任务量已知相对耗时的任务 1.使用默认的线程工厂 package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/22 8:43* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: Test18* Description: TODO* Version 1.0*/
Slf4j(topic c.test18)
public class Test18 {public static void main(String[] args) {ExecutorService pool Executors.newFixedThreadPool(2);pool.execute(()-{log.debug(1);});pool.execute(()-{log.debug(2);});// 从这里开始进行阻塞队列两个核心线程谁先执行完毕谁就先去阻塞队列里面取pool.execute(()-{log.debug(3);});pool.execute(()-{log.debug(4);});}
}2.使用自定义的线程工厂 线程工厂主要影响的是: 线程的名字
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadFactory;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/22 8:43* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: Test18* Description: TODO* Version 1.0*/
Slf4j(topic c.test18)
public class Test18 {public static void main(String[] args) {// ⭐⭐ 线程工厂ExecutorService pool Executors.newFixedThreadPool(2, new ThreadFactory() {private AtomicInteger t new AtomicInteger(1);Overridepublic Thread newThread(Runnable runnable) {return new Thread(runnable, jsxsPool_thread t.getAndIncrement());}});pool.execute(() - {log.debug(1);});pool.execute(() - {log.debug(2);});// 从这里开始进行阻塞队列两个核心线程谁先执行完毕谁就先去阻塞队列里面取pool.execute(() - {log.debug(3);});pool.execute(() - {log.debug(4);});}
}(4).newCachedThreadPool (缓存线程池) public static ExecutorService newCachedThreadPool() {// 1.核心线程数为0, 2.最大线程数为 2147483647 ,3.超时时间为 60 , 4.超时的单位是 秒 5.同步阻塞队列return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,60L, TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueueRunnable());}特点
核心线程数是 0 最大线程数是Integer.MAX_VALUE救急线程的空闲生存时间是 60s意味着 全部都是救急线程60s 后可以回收救急线程可以无限创建 队列采用了 SynchronousQueue 实现特点是它没有容量没有线程来取是放不进去的一手交钱、一手交货
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
import java.util.concurrent.ThreadFactory;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/22 8:43* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: Test18* Description: TODO* Version 1.0*/
Slf4j(topic c.test18)
public class Test18 {public static void main(String[] args) {// 1.创建我们的同步队列SynchronousQueueInteger integers new SynchronousQueue();// 2.开启第一个线程new Thread(() - {try {// 打印信息log.debug(putting {} , 1);// 3. 向队列中添加数据 1integers.put(1);// 直到1被取走之后我们这里才会往下继续允许 ⭐log.debug({} putted..., 1);log.debug(putting...{} , 2);// 4.向队列中添加数据 2integers.put(2);log.debug({} putted..., 2);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}, t1).start();try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 3. 开启第二个线程 取走我们的1new Thread(() - {try {log.debug(taking {}, 1);integers.take();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}, t2).start();try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 4.开启第三个线程 取走我们的2new Thread(() - {try {log.debug(taking {}, 2);integers.take();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}, t3).start();}
}评价 整个线程池表现为线程数会根据任务量不断增长没有上限当任务执行完毕空闲 1分钟后释放线程。 适合任务数比较密集但每个任务执行时间较短的情况。 (5). newSingleThreadExecutor (单线程线程池) public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {// 1.核心线程数为1 2.最大线程数为 1 3.等待超时时间为0 4.时间单位为毫秒5.链表阻塞队列return new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueueRunnable()));}使用场景 希望多个任务排队执行。线程数固定为 1任务数多于 1 时会放入无界队列排队。任务执行完毕这唯一的线程也不会被释放。 区别 自己创建一个单线程串行执行任务如果任务执行失败而终止那么没有任何补救措施而线程池还会新建一个线程保证池的正常工作。 Executors.newSingleThreadExecutor() 线程个数始终为1不能修改 FinalizableDelegatedExecutorService 应用的是装饰器模式只对外暴露了 ExecutorService 接口因此不能调用ThreadPoolExecutor 中特有的方法 Executors.newFixedThreadPool(1) 初始时为1以后还可以修改 对外暴露的是 ThreadPoolExecutor 对象可以强转后调用 setCorePoolSize 等方法进行修改
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/22 8:43* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: Test18* Description: TODO* Version 1.0*/
Slf4j(topic c.test18)
public class Test18 {public static void main(String[] args) {ExecutorService pool Executors.newSingleThreadExecutor();pool.execute(()-{log.debug(1);int i1/0;});pool.execute(()-{log.debug(2);});pool.execute(()-{log.debug(3);});}
}(6).提交任务 // 执行任务 ⭐ lamda表达式无返回结果void execute(Runnable command);// 提交任务 task用返回值 Future 获得任务执行结果 ⭐⭐ lamda表达式返回有结果T FutureT submit(CallableT task);// 提交 tasks 中所有任务T ListFutureT invokeAll(Collection? extends CallableT tasks)throws InterruptedException;// 提交 tasks 中所有任务带超时时间T ListFutureT invokeAll(Collection? extends CallableT tasks,long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException;// 提交 tasks 中所有任务哪个任务先成功执行完毕返回此任务执行结果其它任务取消T T invokeAny(Collection? extends CallableT tasks)throws InterruptedException, ExecutionException;// 提交 tasks 中所有任务哪个任务先成功执行完毕返回此任务执行结果其它任务取消带超时时间T T invokeAny(Collection? extends CallableT tasks,long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;execute 和 submit package com.jsxs.Test;import java.util.concurrent.*;public class Test18 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {ExecutorService pool Executors.newFixedThreadPool(2);// 1.无返回值表达式pool.execute(()-{System.out.println(无返回结果的: 也就是无return);});// 2.存在返回值表达FutureString future pool.submit(new CallableString() {Overridepublic String call() throws Exception {Thread.sleep(1);return ok;}});System.out.println(获取线程池中返回的结果:future.get());}
}没有时限的invokeAll package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;Slf4j(topic c.test18)
public class Test18 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {ExecutorService pool Executors.newFixedThreadPool(2);// 这里是指提交 tasks 中所有任务是一个集合ListFutureString futures pool.invokeAll(Arrays.asList(() - {log.debug(begin1);Thread.sleep(1000);return 1;},() - {log.debug(begin2);Thread.sleep(500);return 2;},() - {log.debug(begin3);Thread.sleep(2000);return 3;}));for (FutureString future : futures) {log.debug({},future.get());}}
}结果会一直等待直到任务完成完毕 有时限的invokeAll package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;Slf4j(topic c.test18)
public class Test18 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {ExecutorService pool Executors.newFixedThreadPool(2);// 提交 tasks 中所有任务带超时时间 假如说超过时间报异常ListFutureString futures pool.invokeAll(Arrays.asList(() - {log.debug(begin1);Thread.sleep(1000);return 1;},() - {log.debug(begin2);Thread.sleep(500);return 2;},() - {log.debug(begin3);Thread.sleep(2000);return 3;}),600,TimeUnit.MILLISECONDS);for (FutureString future : futures) {log.debug({},future.get());}}
}invokeAny 返回最先执行完毕的 package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;Slf4j(topic c.test18)
public class Test18 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {ExecutorService pool Executors.newFixedThreadPool(2);// 提交 tasks 中所有任务哪个任务先成功执行完毕返回此任务执行结果其它任务取消String s pool.invokeAny(Arrays.asList(() - {log.debug(begin1);Thread.sleep(1000);return 1;},() - {log.debug(begin2);Thread.sleep(500); // 休眠的时间短一定是他先完成return 2;},() - {log.debug(begin3);Thread.sleep(2000);return 3;}));System.out.println(s);}
}invokeAny 返回最先执行完毕的 (有时间限制) package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;Slf4j(topic c.test18)
public class Test18 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {ExecutorService pool Executors.newFixedThreadPool(2);String s pool.invokeAny(Arrays.asList(() - {log.debug(begin1);Thread.sleep(1000);return 1;},() - {log.debug(begin2);Thread.sleep(500);return 2;},() - {log.debug(begin3);Thread.sleep(2000);return 3;}),100,TimeUnit.MILLISECONDS); // ⭐System.out.println(s);}
}(7).关闭线程池 shutdown /*线程池状态变为 SHUTDOWN- 不会接收新任务- 但已提交任务会执行完- 此方法不会阻塞调用线程的执行*/void shutdown();public void shutdown() {final ReentrantLock mainLock this.mainLock;mainLock.lock();try {checkShutdownAccess();// 修改线程池状态advanceRunState(SHUTDOWN);// 仅会打断空闲线程interruptIdleWorkers();onShutdown(); // 扩展点 ScheduledThreadPoolExecutor} finally {mainLock.unlock();}// 尝试终结(没有运行的线程可以立刻终结如果还有运行的线程也不会等)tryTerminate();}shutdownNow /*线程池状态变为 STOP- 不会接收新任务- 会将队列中的任务返回- 并用 interrupt 的方式中断正在执行的任务*/ListRunnable shutdownNow();public ListRunnable shutdownNow() {ListRunnable tasks;final ReentrantLock mainLock this.mainLock;mainLock.lock();try {checkShutdownAccess();// 修改线程池状态advanceRunState(STOP);// 打断所有线程interruptWorkers();// 获取队列中剩余任务tasks drainQueue();} finally {mainLock.unlock();}// 尝试终结tryTerminate();return tasks;}其他方法 // 不在 RUNNING 状态的线程池此方法就返回 true
boolean isShutdown();// 线程池状态是否是 TERMINATED
boolean isTerminated();
// 调用 shutdown 后由于调用线程并不会等待所有任务运行结束因此如果它想在线程池 TERMINATED 后做些事
情可以利用此方法等待
boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;使用 shutdown 和 awaitTermination shutdown 不会接受新任务但是旧任务将会继续执行!!!
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;Slf4j(topic c.test18)
public class Test18 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {ExecutorService pool Executors.newFixedThreadPool(2);FutureInteger result1 pool.submit(() - {log.debug(begin1);Thread.sleep(1000);log.debug(end1);return 1;});FutureInteger result2 pool.submit(() - {log.debug(begin2);Thread.sleep(1000);log.debug(end2);return 2;});FutureInteger result3 pool.submit(() - {log.debug(begin3);Thread.sleep(1000);log.debug(end3);return 3;});// ⭐不接受新的任务(如果接受到新的任务会报错)但接受旧的任务。pool.shutdown();// ⭐⭐ 这个线程池里面的所有任务都执行完毕了 或者 3秒之后主线程才放行pool.awaitTermination(3, TimeUnit.SECONDS);log.debug(111);}
}shutdownNow 不接受新的任务旧任务也不执行。
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;Slf4j(topic c.test18)
public class Test18 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {ExecutorService pool Executors.newFixedThreadPool(2);FutureInteger result1 pool.submit(() - {log.debug(begin1);Thread.sleep(1000);log.debug(end1);return 1;});FutureInteger result2 pool.submit(() - {log.debug(begin2);Thread.sleep(1000);log.debug(end2);return 2;});FutureInteger result3 pool.submit(() - {log.debug(begin3);Thread.sleep(1000);log.debug(end3);return 3;});log.debug(开始shutdown);// ⭐ 直接关闭包括正在运行的或者没运行的。ListRunnable runnables pool.shutdownNow();log.debug(没有执行的任务:{},runnables);}
}3.异步模式之工作线程
(1). 定义
让有限的工作线程Worker Thread来轮流异步处理无限多的任务。也可以将其归类为分工模式它的典型实现就是线程池也体现了经典设计模式中的享元模式。
例如海底捞的服务员线程轮流处理每位客人的点餐任务如果为每位客人都配一名专属的服务员那么成本就太高了对比另一种多线程设计模式Thread-Per-Message
注意不同任务类型应该使用不同的线程池这样能够避免饥饿并能提升效率
例如如果一个餐馆的工人既要招呼客人任务类型A又要到后厨做菜任务类型B显然效率不咋地分成服务员线程池A与厨师线程池B更为合理当然你能想到更细致的分工。
(2).饥饿线程
固定大小线程池会有饥饿现象
两个工人是同一个线程池中的两个线程他们要做的事情是为客人点餐和到后厨做菜这是两个阶段的工作 客人点餐必须先点完餐等菜做好上菜在此期间处理点餐的工人必须等待后厨做菜没啥说的做就是了 比如工人A 处理了点餐任务接下来它要等着 工人B 把菜做好然后上菜他俩也配合的蛮好但现在同时来了两个客人这个时候工人A 和工人B 都去处理点餐了这时没人做饭了饥饿 一个客人下: 配合的挺好的 package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/24 19:52* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: TestDeadLock* Description: TODO* Version 1.0*/Slf4j(topic c.test19)
public class TestDeadLock {static final ListString MENU Arrays.asList(地三鲜, 宫保鸡丁, 辣子鸡丁, 烤鸡翅);static Random RANDOM new Random();static String cooking() {return MENU.get(RANDOM.nextInt(MENU.size()));}public static void main(String[] args) {// 1.固定线程池: 工人的人数为2ExecutorService executorService Executors.newFixedThreadPool(2);// 2. 处理点餐业务executorService.execute(() - {log.debug(处理点餐...);// 3.在线程池中再找一个工人进行做饭FutureString f executorService.submit(() - {log.debug(做菜);return cooking();});try {log.debug(上菜: {}, f.get());} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {e.printStackTrace();}});}
}两个客人下: 会出现饥饿现象 package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/24 19:52* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: TestDeadLock* Description: TODO* Version 1.0*/Slf4j(topic c.test19)
public class TestDeadLock {static final ListString MENU Arrays.asList(地三鲜, 宫保鸡丁, 辣子鸡丁, 烤鸡翅);static Random RANDOM new Random();static String cooking() {return MENU.get(RANDOM.nextInt(MENU.size()));}public static void main(String[] args) {// 1.固定线程池: 工人的人数为2ExecutorService executorService Executors.newFixedThreadPool(2);// 2. ⭐处理第一个客人的点餐业务executorService.execute(() - {log.debug(处理点餐...);// 3.在线程池中再找一个工人进行做饭FutureString f executorService.submit(() - {log.debug(做菜);return cooking();});try {log.debug(上菜: {}, f.get());} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {e.printStackTrace();}});// 3. ⭐⭐处理第二个客人的点餐业务executorService.execute(() - {log.debug(处理点餐...);// 3.在线程池中再找一个工人进行做饭FutureString f executorService.submit(() - {log.debug(做菜);return cooking();});try {log.debug(上菜: {}, f.get());} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {e.printStackTrace();}});}
}(3).饥饿线程_解决 保证拥有充足的工人 package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/24 19:52* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: TestDeadLock* Description: TODO* Version 1.0*/Slf4j(topic c.test19)
public class TestDeadLock {static final ListString MENU Arrays.asList(地三鲜, 宫保鸡丁, 辣子鸡丁, 烤鸡翅);static Random RANDOM new Random();static String cooking() {return MENU.get(RANDOM.nextInt(MENU.size()));}public static void main(String[] args) {// ⭐⭐1.固定线程池: 工人的人数为2ExecutorService executorService Executors.newFixedThreadPool(3);// 2. 处理第一个客人的点餐业务executorService.execute(() - {log.debug(处理点餐...);// 3.在线程池中再找一个工人进行做饭FutureString f executorService.submit(() - {log.debug(做菜);return cooking();});try {log.debug(上菜: {}, f.get());} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {e.printStackTrace();}});// 3. 处理第二个客人的点餐业务executorService.execute(() - {log.debug(处理点餐...);// 3.在线程池中再找一个工人进行做饭FutureString f executorService.submit(() - {log.debug(做菜);return cooking();});try {log.debug(上菜: {}, f.get());} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {e.printStackTrace();}});}
}虽然能够解决我们的问题但是有缺陷。因为我们未来可能不知道有多少任务量。 package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/24 19:52* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: TestDeadLock* Description: TODO* Version 1.0*/Slf4j(topic c.test19)
public class TestDeadLock {static final ListString MENU Arrays.asList(地三鲜, 宫保鸡丁, 辣子鸡丁, 烤鸡翅);static Random RANDOM new Random();static String cooking() {return MENU.get(RANDOM.nextInt(MENU.size()));}public static void main(String[] args) {// 1.固定服务员线程池: 1人ExecutorService waiterPool Executors.newFixedThreadPool(1);// 2.固定厨师线程池 1人ExecutorService cookPool Executors.newFixedThreadPool(1);// 2. 处理第一个客人的点餐业务waiterPool.execute(() - {log.debug(处理点餐...);// 3.在线程池中再找一个工人进行做饭FutureString f cookPool.submit(() - {log.debug(做菜);return cooking();});try {log.debug(上菜: {}, f.get());} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {e.printStackTrace();}});// 3. 处理第二个客人的点餐业务waiterPool.execute(() - {log.debug(处理点餐...);// 3.在线程池中再找一个工人进行做饭FutureString f cookPool.submit(() - {log.debug(做菜);return cooking();});try {log.debug(上菜: {}, f.get());} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {e.printStackTrace();}});}
}(4).创建多少线程池合适
过小会导致程序不能充分地利用系统资源、容易导致饥饿过大会导致更多的线程上下文切换占用更多内存 CPU 密集型运算 通常采用 cpu 核数 1 能够实现最优的 CPU 利用率1 是保证当线程由于页缺失故障操作系统或其它原因导致暂停时额外的这个线程就能顶上去保证 CPU 时钟周期不被浪费。 I/O 密集型运算 (WEB应用程序) CPU 不总是处于繁忙状态例如当你执行业务计算时这时候会使用 CPU 资源但当你执行 I/O 操作时、远程RPC 调用时包括进行数据库操作时这时候 CPU 就闲下来了你可以利用多线程提高它的利用率。
经验公式如下
线程数 核数 * 期望 CPU 利用率 * 总时间(CPU计算时间等待时间) / CPU 计算时间
例如 4 核 CPU 计算时间是 50% 其它等待时间是 50%期望 cpu 被 100% 利用套用公式
4 * 100% * 100% / 50% 8
例如 4 核 CPU 计算时间是 10% 其它等待时间是 90%期望 cpu 被 100% 利用套用公式
4 * 100% * 100% / 10% 40
4.任务调度线程池
在『任务调度线程池』功能加入之前可以使用 java.util.Timer 来实现定时功能Timer 的优点在于简单易用但由于所有任务都是由同一个线程来调度因此所有任务都是串行执行的同一时间只能有一个任务在执行前一个任务的延迟或异常都将会影响到之后的任务。
(1).Timer 实现定时任务
假如说任务中出现了异常就会停止运行了。
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.*;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/24 19:52* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: TestDeadLock* Description: TODO* Version 1.0*/Slf4j(topic c.test19)
public class TestDeadLock {public static void main(String[] args) {//Timer timer new Timer();// 1.设置任务1TimerTask task1 new TimerTask() {Overridepublic void run() {log.debug(task 1);try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}};// 2.设置任务2TimerTask task2 new TimerTask() {Overridepublic void run() {log.debug(task 2);}};log.debug(主线程启动....);// 使用 timer 添加两个任务希望它们都在 1s 后执行// 但由于 timer 内只有一个线程来顺序执行队列中的任务因此『任务1』的延时影响了『任务2』的执行timer.schedule(task1, 1000);timer.schedule(task2, 1000);}
}我们发现是串行执行的因为两个任务定时一样但是没有一起打印出来。而是间隔了时间所以我们得出是串行执行的。
(2).newScheduledThreadPool (延迟线程池) 未出现异常的情况下 这个是只执行一次
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.*;
import java.util.concurrent.*;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/24 19:52* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: TestDeadLock* Description: TODO* Version 1.0*/Slf4j(topic c.test19)
public class TestDeadLock {public static void main(String[] args) {// 如何为1的话那么仍然是线性运行的ScheduledExecutorService pool Executors.newScheduledThreadPool(2);log.debug(主线程开始...);pool.schedule(()-{log.debug(两秒后执行第一个任务);},2,TimeUnit.SECONDS);pool.schedule(()-{log.debug(两秒后执行第二个任务);},2,TimeUnit.SECONDS);pool.schedule(()-{log.debug(两秒后执行第三个任务);},2,TimeUnit.SECONDS);pool.schedule(()-{log.debug(两秒后执行第三个任务);},2,TimeUnit.SECONDS);}
}我们发现并行执行... 不会耽搁业务的要求!!! 出现异常的情况下 这个是只执行一次
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.*;
import java.util.concurrent.*;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/24 19:52* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: TestDeadLock* Description: TODO* Version 1.0*/Slf4j(topic c.test19)
public class TestDeadLock {public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService pool Executors.newScheduledThreadPool(2);log.debug(主线程开始...);// ⭐ schedulepool.schedule(()-{int i 1/0;log.debug(两秒后执行第一个任务);},2,TimeUnit.SECONDS);pool.schedule(()-{log.debug(两秒后执行第二个任务);},2,TimeUnit.SECONDS);pool.schedule(()-{log.debug(两秒后执行第三个任务);},2,TimeUnit.SECONDS);pool.schedule(()-{log.debug(两秒后执行第四个任务);},2,TimeUnit.SECONDS);}
}出现异常但不会抛出异常也不会打印异常后的信息 (3).newScheduledThreadPool (定时线程池) scheduleAtFixedRate() 方法 这个是执行多次
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.concurrent.*;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/24 19:52* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: TestDeadLock* Description: TODO* Version 1.0*/Slf4j(topic c.test19)
public class TestDeadLock {public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService pool Executors.newScheduledThreadPool(1);log.debug(start ...);// ⭐scheduleAtFixedRatepool.scheduleAtFixedRate(() - {log.debug(running....);try {Thread.sleep(2000); //} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}, 1, 1, TimeUnit.SECONDS); // 延迟多少秒后执行、每隔几秒执行一次}
}注意我们这里本来是1秒执行一次重复执行的。但是因为里面有一个sleep()是两秒scheduleAtFixedRate并行处理所以是两秒运行一次。 scheduleWithFixedDelay package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.concurrent.*;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/24 19:52* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: TestDeadLock* Description: TODO* Version 1.0*/Slf4j(topic c.test19)
public class TestDeadLock {public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService pool Executors.newScheduledThreadPool(1);log.debug(start ...);// ⭐scheduleWithFixedDelay 串行pool.scheduleWithFixedDelay(() - {log.debug(running....);try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}, 1, 1, TimeUnit.SECONDS); // 延迟多少秒后执行、每隔几秒执行一次}
}(4).正确处理线程池异常 使用try catch 我们可以使用手动的 try catch 进行我们的手动抛出异常!!!
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.*;
import java.util.concurrent.*;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/24 19:52* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: TestDeadLock* Description: TODO* Version 1.0*/Slf4j(topic c.test19)
public class TestDeadLock {public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService pool Executors.newScheduledThreadPool(2);log.debug(主线程开始...);// ⭐ try catch 抛出异常pool.schedule(() - {try {int i 1 / 0;} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}log.debug(两秒后执行第一个任务);}, 2, TimeUnit.SECONDS);pool.schedule(() - {log.debug(两秒后执行第二个任务);}, 2, TimeUnit.SECONDS);pool.schedule(() - {log.debug(两秒后执行第三个任务);}, 2, TimeUnit.SECONDS);pool.schedule(() - {log.debug(两秒后执行第四个任务);}, 2, TimeUnit.SECONDS);}
}我们手动抛出异常.....
(5).定时任务测试
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.time.DayOfWeek;
import java.time.Duration;
import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.*;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/24 19:52* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: TestDeadLock* Description: TODO* Version 1.0*/Slf4j(topic c.test19)
public class TestDeadLock {public static void main(String[] args) {int period 1000 * 60 * 60 * 24 * 7;ScheduledExecutorService pool Executors.newScheduledThreadPool(2);// 当前时间LocalDateTime now LocalDateTime.now();// 周四的时间LocalDateTime future now.withHour(20).withMinute(4).withSecond(0).withNano(0).with(DayOfWeek.WEDNESDAY);// 假如说当前时间大于本周的周四必须要找到下周四if (now.compareTo(future)0){futurefuture.plusWeeks(1); // 添加一周}// 做减法long initDelay Duration.between(now,future).toMillis();pool.scheduleAtFixedRate(() - {log.debug(1111);}, initDelay, period, TimeUnit.MILLISECONDS);}
}5. Tomcat 线程池
(1).Tomcat 在哪里用到了线程池呢 LimitLatch 用来限流可以控制最大连接个数类似 J.U.C 中的 Semaphore 后面再讲Acceptor 只负责【接收新的 socket 连接】Poller 只负责监听 socket channel 是否有【可读的 I/O 事件】一旦可读封装一个任务对象socketProcessor提交给 Executor 线程池处理Executor 线程池中的工作线程最终负责【处理请求】 Tomcat 线程池扩展了 ThreadPoolExecutor行为稍有不同 如果总线程数达到 maximumPoolSize 这时不会立刻抛 RejectedExecutionException 异常而是再次尝试将任务放入队列如果还失败才抛出RejectedExecutionException
异常源码 tomcat-7.0.42。 public void execute(Runnable command, long timeout, TimeUnit unit) {submittedCount.incrementAndGet();try {super.execute(command);} catch (RejectedExecutionException rx) {if (super.getQueue() instanceof TaskQueue) {final TaskQueue queue (TaskQueue) super.getQueue();try {if (!queue.force(command, timeout, unit)) {submittedCount.decrementAndGet();throw new RejectedExecutionException(Queue capacity is full.);}} catch (InterruptedException x) {submittedCount.decrementAndGet();Thread.interrupted();throw new RejectedExecutionException(x);}} else {submittedCount.decrementAndGet();throw rx;}}}(2).Tomcat 配置 6.Fork/join
(1).任务拆分概念
Fork/Join 是 JDK 1.7 加入的新的线程池实现它体现的是一种分治思想适用于能够进行任务拆分的 cpu 密集型运算。
所谓的任务拆分是将一个大任务拆分为算法上相同的小任务直至不能拆分可以直接求解。跟递归相关的一些计算如归并排序、斐波那契数列、都可以用分治思想进行求解.
Fork/Join 在分治的基础上加入了多线程可以把每个任务的分解和合并交给不同的线程来完成进一步提升了运算效率.
Fork/Join 默认会创建与 cpu 核心数大小相同的线程池.
(2).任务拆分举例
这里我们进行递归1~5的和
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/25 21:00* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: Test19* Description: TODO* Version 1.0*/Slf4j(topic c.test)
public class Test19 {public static void main(String[] args) {ForkJoinPool pool new ForkJoinPool(4);// 调用方法Integer invoke pool.invoke(new MyTask(5));System.out.println(invoke);}}// 1~n 之间整数的和: 利用递归的方法
Slf4j(topic c.MyTask)
class MyTask extends RecursiveTaskInteger {private int n;public MyTask(int n) {this.n n;}Overridepublic String toString() {return MyTask{ n n };}Overrideprotected Integer compute() {if (n 1) { // 终止的条件log.debug(join() {}, n);return 1;}MyTask myTask new MyTask(n - 1);myTask.fork(); // ⭐让一个线程去执行任务log.debug(fork() {} {}, n, myTask);Integer result myTask.join() n; // ⭐⭐执行后的结果 n : 相当于 54321log.debug(join() {} {} {}, n, myTask, result.toString());return result;}
}用图来表示 (3).任务拆分优化
利用我们二分的方法进行优化
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/25 21:00* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: Test19* Description: TODO* Version 1.0*/Slf4j(topic c.test)
public class Test19 {public static void main(String[] args) {ForkJoinPool pool new ForkJoinPool(4);Integer invoke pool.invoke(new AddTask3(1,5));System.out.println(invoke);}}Slf4j(topic c.addTask3)
class AddTask3 extends RecursiveTaskInteger {// 起始的数 和 结束的数int begin;int end;public AddTask3(int begin, int end) {this.begin begin;this.end end;}Overridepublic String toString() {return { begin , end };}Overrideprotected Integer compute() {// 5, 5if (begin end) {log.debug(join() {}, begin);return begin;}// 4, 5if (end - begin 1) {log.debug(join() {} {} {}, begin, end, end begin);return end begin;}// 1 5 使用我们的二分操作int mid (end begin) / 2; // 3AddTask3 t1 new AddTask3(begin, mid); // 1,3t1.fork();AddTask3 t2 new AddTask3(mid 1, end); // 4,5t2.fork();log.debug(fork() {} {} ?, t1, t2);int result t1.join() t2.join();log.debug(join() {} {} {}, t1, t2, result);return result;}
}(九)、JUC
1.AQS原理
(1).aqs概述
全称是 AbstractQueuedSynchronizer是阻塞式锁和相关的同步器工具的框架。
特点
用 state 属性来表示资源的状态分独占模式和共享模式子类需要定义如何维护这个状态控制如何获取锁和释放锁。 getState - 获取 state 状态setState - 设置 state 状态compareAndSetState - cas 机制设置 state 状态独占模式是只有一个线程能够访问资源而共享模式可以允许多个线程访问资源 提供了基于 FIFO 的等待队列类似于 Monitor 的 EntryList条件变量来实现等待、唤醒机制支持多个条件变量类似于 Monitor 的 WaitSet
子类主要实现这样一些方法默认抛出 UnsupportedOperationException
tryAcquiretryReleasetryAcquireSharedtryReleaseSharedisHeldExclusively
获取锁的姿势
// 如果获取锁失败
if(!tryAcquire(arg)){// 入队, 可以选择阻塞当前线程 park unpark}释放锁的姿势
// 如果释放锁成功
if(tryRelease(arg)){// 让阻塞线程恢复运行}(2).自定义锁
自定义不可重入锁
package com.jsxs.Test;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;/*** Author Jsxs* Date 2023/10/25 21:00* PackageName:com.jsxs.Test* ClassName: Test19* Description: TODO* Version 1.0*/Slf4j(topic c.test)
public class Test19 {public static void main(String[] args) {MyLock myLock new MyLock();new Thread(() - {myLock.lock();try {log.debug(locking.....);Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {log.debug(unlocking.....);myLock.unlock();}}, t1).start();new Thread(() - {myLock.lock();try {log.debug(locking.....);} finally {log.debug(unlocking.....);myLock.unlock();}}, t2).start();}
}/*** 自定义锁 (不可重入锁)*/
class MyLock implements Lock {/*** 创建我们的同步类*/class MySync extends AbstractQueuedSynchronizer {Overrideprotected boolean tryAcquire(int i) {if (compareAndSetState(0, 1)) {// 假如成功了说明我们的锁是成功的setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());return true;}return false;}Overrideprotected boolean tryRelease(int i) {setState(0);setExclusiveOwnerThread(null);return true;}Override // 是否持有独占锁protected boolean isHeldExclusively() {return getState() 1;}public Condition newCondition() {return new ConditionObject();}}private MySync sync new MySync();Override // 加锁, (假如不成功就会进入等待队列)public void lock() {sync.acquire(1);}Override // 加锁可打断 ()public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {sync.acquireInterruptibly(1);}Override // 尝试加锁 (尝试一次)public boolean tryLock() {return sync.tryAcquire(1);}Override // 尝试加锁 (带超时时间)public boolean tryLock(long l, TimeUnit timeUnit) throws InterruptedException {return sync.tryAcquireNanos(1, timeUnit.toNanos(l));}Override // 解锁public void unlock() {sync.release(1);}Override // 创建条件变量public Condition newCondition() {return sync.newCondition();}
}(十)、 ReentrantLock 原理 1.非公平锁实现原理
(1).加锁解锁流程
先从构造器开始看默认为非公平锁实现 public ReentrantLock() {sync new NonfairSync();}NonfairSync 继承自 AQS 加锁成功流程⬇ 加锁失败流程 Thread-1 执行了 1. CAS尝试将 state 由 0 改为 1结果失败 2. 进入 tryAcquire(尝试加锁) 逻辑这时 state 已经是1结果仍然失败 3. 接下来进入 addWaiter(添加到阻塞队列) 逻辑构造 Node 队列
图中黄色三角表示该 Node 的 waitStatus 状态其中 0 为默认正常状态Node 的创建是懒惰的其中第一个 Node 称为 Dummy哑元或哨兵用来占位并不关联线程 当前线程进入 acquireQueued 逻辑
acquireQueued 会在一个死循环中不断尝试获得锁失败后进入 park 阻塞如果自己是紧邻着 head排第二位那么再次 tryAcquire 尝试获取锁当然这时 state 仍为 1失败进入 shouldParkAfterFailedAcquire 逻辑将前驱 node即 head 的 waitStatus 改为 -1这次返回 false shouldParkAfterFailedAcquire 执行完毕回到 acquireQueued 再次 tryAcquire 尝试获取锁当然这时 state 仍为 1失败 当再次进入 shouldParkAfterFailedAcquire 时这时因为其前驱 node 的 waitStatus 已经是 -1这次返回true 进入 parkAndCheckInterrupt Thread-1 park灰色表示 解锁竞争成功流程 再次有多个线程经历上述过程竞争失败变成这个样子 Thread-0 释放锁进入 tryRelease 流程如果成功
设置 exclusiveOwnerThread 为 nullstate 0 当前队列不为 null并且 head 的 waitStatus -1进入 unparkSuccessor 流程
找到队列中离 head 最近的一个 Node没取消的unpark 恢复其运行本例中即为 Thread-1
回到 Thread-1 的 acquireQueued 流程 如果加锁成功没有竞争会设置
exclusiveOwnerThread 为 Thread-1state 1head 指向刚刚 Thread-1 所在的 Node该 Node 清空 Thread原本的 head 因为从链表断开而可被垃圾回收
如果这时候有其它线程来竞争非公平的体现例如这时有 Thread-4 来了 如果不巧又被 Thread-4 占了先
Thread-4 被设置为 exclusiveOwnerThreadstate 1Thread-1 再次进入 acquireQueued 流程获取锁失败重新进入 park 阻塞
(十一)、线程安全集合类概述
1.概述 线程安全集合类可以分为三大类 遗留的线程安全集合如 Hashtable Vector 使用 Collections 装饰的线程安全集合如 Collections.synchronizedCollectionCollections.synchronizedListCollections.synchronizedMapCollections.synchronizedSetCollections.synchronizedNavigableMapCollections.synchronizedNavigableSetCollections.synchronizedSortedMapCollections.synchronizedSortedSet java.util.concurrent.*
重点介绍 java.util.concurrent.* 下的线程安全集合类可以发现它们有规律里面包含三类关键词Blocking、CopyOnWrite、Concurrent
Blocking 大部分实现基于锁并提供用来阻塞的方法CopyOnWrite 之类容器修改开销相对较重Concurrent 类型的容器 内部很多操作使用 cas 优化一般可以提供较高吞吐量弱一致性 遍历时弱一致性例如当利用迭代器遍历时如果容器发生修改迭代器仍然可以继续进行遍历这时内容是旧的求大小弱一致性size 操作未必是 100% 准确读取弱一致性 遍历时如果发生了修改对于非安全容器来讲使用 fail-fast 机制也就是让遍历立刻失败抛出 ConcurrentModificationException不再继续遍历
