Java多线程复习与巩固(二)--线程相关工具类的使用

定时器(Timer类)

如果我们需要让某个任务在另一个线程中周期性的执行，或者让它在某个时刻执行一次。这时我们可能会写这样的代码：

周期任务：

// 周期任务public class PeriodTask implements Runnable{    private long period = 1000;    private boolean running = true;    public void cancel(){        running = false;    }    public void setPeriod(long period){        this.period = period;    }    public long getPeriod(){        return this.period;    }    public void run(){        while(running){            try{ Thread.sleep(period); }catch(InterruptException e){}            task...        }    }}

定时任务：

// 定时任务public class TimeTask implements Runnable{    private long delay;    public void setDelay(long delay){        this.delay = delay;    }    public long getDelay(){        return this.delay;    }    public void run(){        try{ Thread.sleep(delay); }catch(InterruptException e){}        task...    }}

这就像Linux中的crontab命令和at命令一样，一个周期执行n次，一个定时执行一次。

而Java中已经将这些功能封装在一个Timer中。

但是TaskQueue和TimerThread我们是看不到的，我们能用的只有Timer和TimerTask这两个类。

TimerTask就表示我们要执行定时的任务，它有四种状态：

Virgin：代表TimerTask刚创建，没有被添加到定时器中。

Scheduled：代表该TimerTask已经添加到Timer的计划表中了(被添加到TimerQueue中)

Cancelled：代表该TimerTask已经被取消，不能再被Timer定时器调用。

Executed：代表该TimerTask已经被Timer执行完了。

状态之间的转换图如下：

除了上图出现的三个可用的方法，Timer中还有一个Timer.purge方法，它负责将TimerQueue中已经取消的任务清除掉，也就是把Cancelled状态的任务清除。另外如果你没调用这个方法清除Cancelled状态的任务，TimerThread会自动帮你把Cancelled和Executed状态的TimerTask任务清除掉。

示例：

import java.util.Timer;import java.util.TimerTask;public class TimerTest {    static void printMessage(String msg) {        long currTime = System.currentTimeMillis();        System.out.println(currTime + ": " + msg);    }    static class Task1 extends TimerTask {        public void run() {            printMessage("task1");        }    }    static class Task2 extends TimerTask {        public void run() {            printMessage("task2");        }    }    static class Task3 extends TimerTask {        public void run() {            printMessage("task3");        }    }    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        Timer timer = new Timer();        TimerTask task1 = new Task1();        timer.schedule(task1, 3000);// 延迟三秒执行        printMessage("task1 scheduled");        TimerTask task2 = new Task2();        timer.schedule(task2, 2000, 1000);// 2秒后以1秒周期执行        printMessage("task2 scheduled");        TimerTask task3 = new Task3();        timer.schedule(task3, 1000, 2000);// 1秒后以2秒周期执行        printMessage("task3 scheduled");        Thread.sleep(6000);// 主线程睡眠十秒        task2.cancel();// 取消定时任务二        timer.purge();        printMessage("task2 cancelled");        Thread.sleep(6000);// 主线程睡眠6秒        task1 = new Task1();        timer.schedule(task1, 2000, 1000);// 2秒后以1秒周期执行        printMessage("task1 scheduled again");        Thread.sleep(6000);        timer.cancel();    }}

虽然Java 5.0以后有了ScheduledThreadPoolExecutor也能进行定时任务的执行，但是它是用线程池实现的(Timer是单线程的)，对于一些小功能来说没必要使用线程池，Timer足以应付。关于ScheduledThreadPoolExecutor等更多线程池相关的类会在稍后的文章中讲到。

线程局部变量(ThreadLocal类)

线程局部变量用于为每个线程维护一个变量的副本，使得每个线程都可以访问自己线程中的副本对象，而不会对其他线程中的副本造成影响，而且在访问这些变量时为我们提供了统一的访问方式。线程局部变量ThreadLocal有一个子类：InheritableThreadLocal。InheritableThreadLocal类会继承父线程的已经存储的副本，也就是说子线程会和父线程共享父线程中已有的副本，但这也使得子线程访问父线程要考虑同步问题，所以这个类实际上也不常用。

下面先看一张Thread与ThreadLocal之间的关系图，ThreadLocalMap以ThreadLocal对象作为Key，将线程要存的副本作为Value（ThreadLocalMap是本质上是一个哈希表，与HashMap类不同，它以“再哈希法”来解决哈希碰撞的问题）：

ThreadLocal类很简单只有四个可用的方法initialValue, get, set, remove：

    // 这个方法需要我们继承ThreadLocal然后进行重写。    protected T initialValue() { return null; }    public T get() {        Thread t = Thread.currentThread();        //获取当前线程的ThreadLocalMap        ThreadLocalMap map = getMap(t);        if (map != null) {            // 以ThreadLocal为Key，取出Entry            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);            if (e != null) {                @SuppressWarnings("unchecked")                // 获取Entry中的Value值                T result = (T)e.value;                return result;            }        }        // 为空时对变量进行初始化        return setInitialValue();    }    private T setInitialValue() {        T value = initialValue();        Thread t = Thread.currentThread();        ThreadLocalMap map = getMap(t);        if (map != null)            map.set(this, value);        else            createMap(t, value);        return value;    }    public void set(T value) {        Thread t = Thread.currentThread();        ThreadLocalMap map = getMap(t);        if (map != null)            // 如果当前线程已经有ThreadLocalMap则直接将value存进入            map.set(this, value);        else            // 当前线程还没有ThreadLocalMap对象，则创建一个。            createMap(t, value);    }    void createMap(Thread t, T firstValue) {        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);    }    public void remove() {        ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());        if (m != null)            // 删除当前线程中当前ThreadLoca对应的Entry。            m.remove(this);    }    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {        return t.threadLocals;    }

示例：

示例一：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class ThreadLocalTest {    static class ClientIdGenerator extends ThreadLocal<Integer> {        AtomicInteger clientCount = new AtomicInteger();        @Override        protected Integer initialValue() {            return clientCount.incrementAndGet();        }    }    public static void main(String[] args) {        ClientIdGenerator clientId = new ClientIdGenerator();        for (int i = 0; i < 10; i++) {            new Thread(new Runnable() {                public void run() {                    try {                        Thread.sleep(10);                    } catch (InterruptedException e) {}                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": I am client" + clientId.get());                }            }).start();        }    }}

实例二：

Spring中日期转换工具

public class DateConverter implements Converter<String, Date> {    private static final String PATTERN = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";    private static final ThreadLocal<SimpleDateFormat> LOCAL = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>() {        @Override        protected SimpleDateFormat initialValue() {            return new SimpleDateFormat(PATTERN);        }    };    public Date convert(String source) {        try {            return LOCAL.get().parse(source);        } catch (ParseException e) {            e.printStackTrace();        }        return null;    }}