Java多线程（三）

Java多线程（三）
- - 五、线程的通信
    - 5.1 wait() 与 notify() 和 notifyAll() 介绍：
    - 5.2 wait() 的使用：
    - 5.3 notify() / notifyAll() 的使用
    - 5.4 经典例题：生产者/消费者问题
  - 六、JDK5.0新增多线程创建方式
    - 6.1 多线程的创建方式之三：实现Callable接口
    - 6.2 多线程的创建方式之四：使用线程池

五、线程的通信

5.1 wait() 与 notify() 和 notifyAll() 介绍：

wait()：令当前线程挂起并放弃CPU、同步资源并等待，使别的线程可访问并修改共享资源，而当前线程排队等候其他线程调用notify() 或 notifyAll() 方法唤醒，唤醒后等待重新获得对监视器的所有权后才能继续执行。
notify()：唤醒正在排队等待同步资源的线程中优先级最高者结束等待。
notifyAll ()：唤醒正在排队等待资源的所有线程结束等待。

这三个方法只有在 synchronized 方法或 synchronized 代码块中才能使用，否则会报 java.lang.IllegalMonitorStateException异常。
因为这三个方法必须有锁对象调用，而任意对象都可以作为 synchronized 的同步锁，因此这三个方法只能在Object类中声明。

5.2 wait() 的使用：

在当前线程中调用方法：对象名.wait() 。
使当前线程进入等待（某对象）状态，直到另一线程对该对象发出 notify (或notifyAll) 为止。
调用方法的必要条件：当前线程必须具有对该对象的监控权（加锁）。
调用此方法后，当前线程将释放对象监控权，然后进入等待。
在当前线程被 notify 后，要重新获得监控权，然后从断点处继续代码的执行。

5.3 notify() / notifyAll() 的使用

在当前线程中调用方法：对象名.notify()。
功能：唤醒等待该对象监控权的一个/所有线程。
调用方法的必要条件：当前线程必须具有对该对象的监控权（加锁）。

5.4 经典例题：生产者/消费者问题

题目描述：

生产者（Productor）将产品交给店员（Clerk），而消费者（Customer）从店员处取走产品，店员一次只能持有固定数量的产品（比如:20），如果生产者试图生产更多的产品，店员会叫生产者停一下，如果店中有空位放产品了再通知生产者继续生产；如果店中没有产品了，店员会告诉消费者等一下，如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。

class Clerk{

    private int productCount = 0;
    //生产产品
    public synchronized void produceProduct() {

        if(productCount < 20){
            productCount++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \":开始生产第\" + productCount + \"个产品\");
            
            notify();

        }else{
            //等待
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    //消费产品
    public synchronized void consumeProduct() {
        if(productCount > 0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \":开始消费第\" + productCount + \"个产品\");
            productCount--;

            notify();
        }else{
            //等待
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class Producer extends Thread{//生产者

    private Clerk clerk;

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

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(getName() + \":开始生产产品.....\");

        while(true){
            
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            clerk.produceProduct();
        }
    }
}

class Consumer extends Thread{//消费者
    private Clerk clerk;

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

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(getName() + \":开始消费产品.....\");

        while(true){

            try {
                Thread.sleep(20);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            clerk.consumeProduct();
        }
    }
}

public class ProductTest {

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

        Producer p1 = new Producer(clerk);
        p1.setName(\"生产者1\");

        Consumer c1 = new Consumer(clerk);
        c1.setName(\"消费者1\");
        Consumer c2 = new Consumer(clerk);
        c2.setName(\"消费者2\");

        p1.start();
        c1.start();
        c2.start();
    }
}

六、JDK5.0新增多线程创建方式

6.1 多线程的创建方式之三：实现Callable接口

创建一个实现 Callable 的实现类
实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call() 中。
创建 Callable 接口实现类的对象。
将此 Callable 接口实现类的对象作为传递到 FutureTask 构造器中，创建 FutureTask 的对象。
将 FutureTask 的对象作为参数传递到 Thread 类的构造器中，创建 Thread 对象，并调用 start() 。
获取 Callable 中 call 方法的返回值。（可选）

//1.创建一个实现Callable的实现类
class NumThread implements Callable{
    //2.实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(i);
                sum += i;
            }
        }
        return sum;
    }
}

public class ThreadNew {
    public static void main(String[] args) {
        
        //3.创建Callable接口实现类的对象
        NumThread numThread = new NumThread();
        //4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象
        FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);
        //5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread对象，并调用start()
        new Thread(futureTask).start();

        try {
            //6.获取Callable中call方法的返回值
            //get()返回值即为FutureTask构造器参数Callable实现类重写的call()的返回值。
            Object sum = futureTask.get();
            System.out.println(\"总和为：\" + sum);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

与使用 Runnable 相比， Callable功能更强大些：
1. 相比run()方法，可以有返回值。
2. 方法可以抛出异常。
3. 支持泛型的返回值。
4. 需要借助 FutureTask 类，比如获取返回结果。
Future 接口：
1. 可以对具体Runnable、Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果等。
2. FutrueTask 是 Futrue 接口的唯一的实现类。
3. FutureTask 同时实现了Runnable, Future接口。它既可以作为 Runnable 被线程执行，又可以作为 Future 得到 Callable 的返回值。

6.2 多线程的创建方式之四：使用线程池

线程池的引入：

经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。
线程池的思路：

提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。
使用线程池的好处：
- 提高响应速度（减少了创建新线程的时间）
- 降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）
- 便于线程管理
  
  corePoolSize：核心池的大小
  
  maximumPoolSize：最大线程数
  
  keepAliveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止
线程池的使用：

（1）提供指定线程数量的线程池。

（2）执行指定的线程的操作，需要提供实现 Runnable 接口或 Callable 接口实现类的对象。

（3）关闭连接池。

class NumberThread implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0;i <= 100;i++){
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \": \" + i);
            }
        }
    }
}

class NumberThread1 implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0;i <= 100;i++){
            if(i % 2 != 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \": \" + i);
            }
        }
    }
}

public class ThreadPool {

    public static void main(String[] args) {
        //1. 提供指定线程数量的线程池
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
      
        //2.执行指定的线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象
        service.execute(new NumberThread());//适合适用于Runnable
        service.execute(new NumberThread1());//适合适用于Runnable
//        service.submit(Callable callable);//适合使用于Callable
        
        //3.关闭连接池
        service.shutdown();
    }
}

线程池相关API

JDK 5.0 起提供了线程池相关API：ExecutorService 和 Executors 。
ExecutorService：真正的线程池接口。常见子类 ThreadPoolExecutor。

//	执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行 Runnable
	void execute(Runnable command)
        
//	执行任务，有返回值，一般又来执行 Callable
    Future submit(Callable task)

//	关闭连接池
    void shutdown()

Executors：工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池。

//	创建一个可根据需要创建新线程的线程池
	Executors.newCachedThreadPool()
        
//	创建一个可重用固定线程数的线程池        
	Executors.newFixedThreadPool(n)
        
//	创建一个只有一个线程的线程池          
    Executors.newSingleThreadExecutor() 
        
//	创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。 
	Executors.newScheduledThreadPool(n)

线程池的属性设置
- ExecutorService 是一个接口，里面并没有设置线程池属性的方法，故不能用该接口的对象来对线程池进行属性设置。
- 设置线程池属性需要通过创建 ExecutorService 接口的实现类 ThreadPoolExecutor 的对象，调用该实现类的方法进行设置。

        ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service;
        //设置线程池的属性
        service1.setCorePoolSize(15);
        service1.setKeepAliveTime();

来源：https://www.cnblogs.com/xiaozhao01/p/16555777.html
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五、线程的通信

5.1 wait() 与 notify() 和 notifyAll() 介绍：

5.2 wait() 的使用：

5.3 notify() / notifyAll() 的使用

5.4 经典例题：生产者/消费者问题

六、JDK5.0新增多线程创建方式

6.1 多线程的创建方式之三：实现Callable接口

6.2 多线程的创建方式之四：使用线程池

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