Java中的多线程

分类： java2012-09-26 11:17 365人阅读 评论(0) 收藏 举报

java任务threadexception多线程string

一、提要
java中的多线程算是java中的一个 很大的难点 ，虽然 看了 很多书 ，相信对于 很多 接触 java不够 深的人来说 ，多线程永远都是心中的痛！
今天我们 就 通过大量的 例子 来 彻底把它征服 .


二、Runable接口
实现 Runable接口 是 实现多线程 的 一种方法。看例子 

[java] view plaincopy

1. <span style="font-size:14px;">package thread;  
2. public class LiftOff implements Runnable {  
3. protected int countDown = 10; // Default  
4. private static int taskCount = 0;  
5. private final int id = taskCount++;  
6. public LiftOff() {}  
7. public LiftOff(int countDown) {  
8. this.countDown = countDown;  
9. }  
10. public String status() {  
11. return "#" + id + "(" +  
12. (countDown > 0 ? countDown : "Liftoff!") + "), ";  
13. }  
14. public void run() {  
15. while(countDown-- > 0) {  
16. System.out.print(status());  
17. Thread.yield();  
18. }  
19. }  
20. } </span>  

这个类的实现了 一个线程 ：implements了Runable接口 ，实现了 run方法。
通常情况下，run方法中都会有意个循环 ，直到任务结束的时候才会跳出来。
线程的主要任务是循环十次，每次打印出 终端 状态。Thread.yield()的作用是如果线程队列中有线程等待，则阻塞自己，
将资源 交给 下一个等待的线程。


在main函数中 调用如下：

[java] view plaincopy

1. <span style="font-size:14px;">package thread;  
2. public class Main {  
3. public static void main(String[] arges)  
4. {  
5. LiftOff tmp=new LiftOff();  
6. tmp.run();  
7. System.out.println("Waiting for LiftOff");  
8. }  
9. }  
10. </span>  

将类型初始化实例时候 ，直接 调用run方法，线程就会开始运行。
运行结果：
#0(9), #0(8), #0(7), #0(6), #0(5), #0(4), #0(3), #0(2), #0(1), #0(Liftoff!), Waiting for LiftOff
这里实际上并没有线程的概念，只是用到了一些简单的函数调用。
真正的线程需要将Runable装到一个Thread中去。


三、Thread实例
传统的使用Runable对象的方法就是把它作为一个参数传给Thread的构造函数作为参数，然后调用Thread的start()方法来启动线程。
start()方法对Runale进行 了 一些 必要的初始化，然后调用Runable的run方法。
将原main函数改写如下：

[java] view plaincopy

1. <span style="font-size:14px;">package thread;  
2. public class Main {  
3. public static void main(String[] arges)  
4. {  
5. Thread t = new Thread(new LiftOff());  
6. t.start();  
7. System.out.println("Waiting for LiftOff");  
8.   
9.   
10. }  
11. }</span>  

运行结果：
Waiting for LiftOff
#0(9), #0(8), #0(7), #0(6), #0(5), #0(4), #0(3), #0(2), #0(1), #0(Liftoff!), 


运行的结果和之前的例子类似，但“Waiting for LiftOff“出现的位置不同了。
原理：在程序的第五行声明了一个线程，并初始化，一个LiftOff对象作为参数传进去。
第六行通过线程调用启动了t线程，但main线程还可以继续干自己的事，cpu给的时间片还没用完，于是“Waiting for LiftOff”就先被打印出来了，之后时间片被用完了，资源交给t线程，运行的内容被打印出来了。
下面是在main中启动多个线程：

[java] view plaincopy

1. <span style="font-size:14px;">package thread;  
2. public class Main {  
3.   
4.   
5. public static void main(String[] arges)  
6. {  
7. for(int i = 0; i < 5; i++)  
8. new Thread(new LiftOff()).start();  
9. System.out.println("Waiting for LiftOff");  
10. }  
11. }</span>  

修改一下LiftOff类：

[java] view plaincopy

1. <span style="font-size:14px;">package thread;  
2. public class LiftOff implements Runnable {  
3. private static int taskCount = 0;  
4. private final int id = taskCount++;  
5. public LiftOff() {}  
6. public void run() {  
7. System.out.println("startThreadId: " + id);  
8. try {  
9. Thread.sleep(1000);  
10. } catch (InterruptedException ignored) {  
11. }  
12. System.out.println("endTHreadId: " + id);  
13. }  
14. } </span>  

运行结果：
startThreadId: 0
startThreadId: 1
startThreadId: 2
startThreadId: 3
Waiting for LiftOff
startThreadId: 4
endTHreadId: 0
endTHreadId: 1
endTHreadId: 2
endTHreadId: 3
endTHreadId: 4




运行的结果反映了多线程运行的时候线程的调度。调度的规则主要由线程管理器来决定，在多核心的计算机中，线程管理器会把线程交由不同的cpu来完成。
由于线程的调度机制并不是确定的，不同版本的jdk所得到的结果是不同的。
对于打印结果的理解：运行之后哦main线程尝试创建5个线程，但在创建#3进程的时候时间片用完了，main的Thread进入等待队列，接着时间片论转到最先进入线程队列的#0进程->#0时间片用完（线程还没销毁）->时间片轮转到#1->#1时间片用完....(看不懂的要回头学一下操作系统中进程管理的知识)。


四、使用Executors
线程池由 Executor 框架提供。 Executor 框架将处理请求任务的提交和它的执行解耦。可以制定执行策略。在线程池中执行线程可以重用已经存在的线程，而不是创建新的线程，可以在处理多请求时抵消线程创建、消亡产生的开销。
ExecutorService 的几个重要方法：
1、shutdown方法：这个方法会平滑地关闭ExecutorService，当我们调用这个方法时，ExecutorService停止接受任何新的任务且等待已经提交的任务执行完成(已经提交的任务会分两类：一类是已经在执行的，另一类是还没有开始执行的)，当所有已经提交的任务执行完毕后将会关闭ExecutorService。
2、awaitTermination方法：这个方法有两个参数，一个是timeout即超时时间，另一个是unit即时间单位。这个方法会使线程等待timeout时长，当超过timeout时间后，会监测ExecutorService是否已经关闭，若关闭则返回true，否则返回false。一般情况下会和shutdown方法组合使用
直接看代码：

[java] view plaincopy

1. <span style="font-size:14px;">package thread;  
2. import java.util.concurrent.ExecutorService;  
3. import java.util.concurrent.Executors;  
4. public class Main {  
5.   
6.   
7. public static void main(String[] arges)  
8. {  
9. //ExecutorService exec = Executors.newSingleThreadExecutor();  
10. ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(3);  
11. for(int i = 0; i <5; i++)  
12. {  
13. try{  
14. exec.execute(new LiftOff());  
15. //Thread.sleep(1000);  
16. }catch(Exception e)  
17. {  
18. e.printStackTrace();  
19. }  
20. }  
21. exec.shutdown();  
22. System.out.println("Waiting for LiftOff");  
23. }  
24. }</span>  

运行结果：
startThreadId: 0
startThreadId: 1
Waiting for LiftOff
startThreadId: 2
endThreadId: 0       
startThreadId: 3
endThreadId: 1       
startThreadId: 4
endThreadId: 2       
endThreadId: 3       
endThreadId: 4       




newCachedThreadPool()创建一个可根据需要创建新线程的线程池，newSingleThreadExecutor（）约等于newFixedThreadPool(1)


SingleThreadExecutor运行结果：
Waiting for LiftOff
startThreadId: 0
endThreadId: 0       
startThreadId: 1
endThreadId: 1       
startThreadId: 2
endThreadId: 2       
startThreadId: 3
endThreadId: 3       
startThreadId: 4
endThreadId: 4       
    


CachedThreadPool运行结果：
startThreadId: 0
startThreadId: 1
startThreadId: 2
startThreadId: 3
Waiting for LiftOff
startThreadId: 4
endThreadId: 0       
endThreadId: 1       
endThreadId: 2       
endThreadId: 3       
endThreadId: 4       
     


Executors还是有点难理解，需要很多的实战才能有更好的体会，这里点到为止。




五、Callable 和 Future接口   
 Callable是类似于Runnable的接口，实现Callable接口的类和实现Runnable的类都是可被其它线程执行的任务。   
 Callable和Runnable有几点不同：   
 （1）Callable规定的方法是call()，而Runnable规定的方法是run().   
 （2）Callable的任务执行后可返回值，而Runnable的任务是不能返回值的。   
 （3）call()方法可抛出异常，而run()方法是不能抛出异常的。   
（4）运行Callable任务可拿到一个Future对象，   
 Future 表示异步计算的结果。它提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并检索计算的结果。   
 通过Future对象可了解任务执行情况，可取消任务的执行，还可获取任务执行的结果。   

代码示例：

[java] view plaincopy

1. <span style="font-size:14px;">import java.util.concurrent.Callable;  
2. import java.util.concurrent.ExecutorService;  
3. import java.util.concurrent.Executors;  
4. import java.util.concurrent.Future;  
5. public class CallableTest {  
6.     /** *//**    
7.      * 自定义一个任务类，实现Callable接口    
8.      */      
9.     public static class MyCallableClass implements Callable{       
10.         // 标志位       
11.         private int flag = 0;       
12.         public MyCallableClass(int flag){       
13.             this.flag = flag;       
14.         }       
15.         public String call() throws Exception{       
16.             if (this.flag == 0){       
17.                 // 如果flag的值为0，则立即返回       
18.                 return "flag = 0";       
19.             }        
20.             if (this.flag == 1){       
21.                 // 如果flag的值为1，做一个无限循环       
22.                 try {       
23.                     while (true) {       
24.                         System.out.println("looping.");       
25.                         Thread.sleep(2000);       
26.                     }       
27.                 } catch (InterruptedException e) {    
28.                 //如果线程被终止，打印提示  
29.                     System.out.println("Interrupted");       
30.                 }       
31.                 return "false";       
32.             } else {       
33.                 // falg不为0或者1，则抛出异常       
34.                 throw new Exception("Bad flag value!");       
35.             }       
36.         }       
37.     }       
38.            
39.     public static void main(String[] args) {       
40.         // 定义3个Callable类型的任务       
41.         MyCallableClass task1 = new MyCallableClass(0);       
42.         MyCallableClass task2 = new MyCallableClass(1);       
43.         MyCallableClass task3 = new MyCallableClass(2);       
44.                
45.         // 创建一个执行任务的服务       
46.         ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(3);       
47.         try {       
48.             // 提交并执行任务，任务启动时返回了一个 Future对象，       
49.             // 如果想得到任务执行的结果或者是异常可对这个Future对象进行操作       
50.             Future future1 = es.submit(task1);       
51.             // 获得第一个任务的结果，如果调用get方法，当前线程会等待任务执行完毕后才往下执行       
52.             System.out.println("task1: " + future1.get());       
53.                    
54.             Future future2 = es.submit(task2);       
55.             // 等待5秒后，再停止第二个任务。因为第二个任务进行的是无限循环       
56.             Thread.sleep(6000);       
57.             System.out.println("task2 cancel: " + future2.cancel(true));       
58.                    
59.             // 获取第三个任务的输出，因为执行第三个任务会引起异常       
60.             // 所以下面的语句将引起异常的抛出       
61.             Future future3 = es.submit(task3);       
62.             System.out.println("task3: " + future3.get());       
63.         } catch (Exception e){       
64.             System.out.println(e.toString());       
65.         }       
66.         // 停止任务执行服务       
67.         es.shutdownNow();       
68.     }       
69.   
70.   
71. }  
72. </span>  

运行结果：
task1: flag = 0
looping.
looping.
looping.
task2 cancel: true
Interrupted
java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.Exception: Bad flag value!