java——多线程基础

线程的概述

什么是线程？
线程(Thread)是一个程序内部的一条执行流程。
程序中如果只有一条执行流程，那这个程序就是单线程的程序

什么是多线程？
多线程是指从软硬件上实现的多条执行流程的技术（多条线程由CPU负责调度执行)

如何在程序中创建出多条线程？
Java是通过java.lang.Thread 类的对象来代表线程的。

多线程的创建

方式一：继承Thread类

1. 定义一个子类MyThread继承线程类java.lang.Thread，重写run()方法
2. 创建MyThread类的对象
3. 调用线程对象的start（）方法启动线程（启动后还是执行run方法的）

示例代码如下：
主线程类：

public class ThreadTest1 {// main方法是由一条默认的主线程负责执行。public static void main(String[] args) {// 3、创建MyThread线程类的对象代表一个线程Thread t = new MyThread();// 4、启动线程（自动执行run方法的）t.start();  // main线程 t线程for (int i = 1; i <= 5; i++) {System.out.println("主线程main输出：" + i);}}
}

子线程类：

/*** 1、让子类继承Thread线程类。*/
public class MyThread extends Thread{// 2、必须重写Thread类的run方法@Overridepublic void run() {// 描述线程的执行任务。for (int i = 1; i <= 5; i++) {System.out.println("子线程MyThread输出：" + i);}}
}

方式一优缺点：
优点：编码简单
缺点：线程类已经继承Thread，无法继承其他类，不利于功能的扩展。

多线程的注意事项

1、启动线程必须是调用start方法，不是调用run方法。
直接调用run方法会当成普通方法执行，此时相当于还是单线程执行。
只有调用start方法才是启动一个新的线程执行。
2、不要把主线程任务放在启动子线程之前。
这样主线程一直是先跑完的，相当于是一个单线程的效果了。

方式二：实现Runnable接口

1. 定义一个线程任务类MyRunnable实现Runnable接口，重写run()方法
2. 创建MyRunnable任务对象
3. 把MyRunnable任务对象交给Thread处理。
4. 调用线程对象的start()方法启动线程
   

示例代码如下：
定义一个任务类

/*** 1、定义一个任务类，实现Runnable接口*/
public class MyRunnable implements Runnable{// 2、重写runnable的run方法@Overridepublic void run() {// 线程要执行的任务。for (int i = 1; i <= 5; i++) {System.out.println("子线程输出 ===》" + i);}}
}

主线程类

/*** 多线程的创建方式二：实现Runnable接口。*/
public class ThreadTest2 {public static void main(String[] args) {// 3、创建任务对象。Runnable target = new MyRunnable();// 4、把任务对象交给一个线程对象处理。//  public Thread(Runnable target)new Thread(target).start();for (int i = 1; i <= 5; i++) {System.out.println("主线程main输出 ===》" + i);}}
}

方式二的优缺点
优点：任务类只是实现接口，可以继续继承其他类、实现其他接口，扩展性强。
缺点：需要多一个Runnable对象。

线程创建方式二的匿名内部类写法

1. 可以创建Runnable的匿名内部类对象。
2. 再交给Thread线程对象。
3. 再调用线程对象的start()启动线程。

代码示例：

/*** 多线程创建方式二的匿名内部类写法。*/
public class ThreadTest2_2 {public static void main(String[] args) {// 1、直接创建Runnable接口的匿名内部类形式（任务对象）Runnable target = new Runnable() {@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i <= 5; i++) {System.out.println("子线程1输出：" + i);}}};new Thread(target).start();// 简化形式1：new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i <= 5; i++) {System.out.println("子线程2输出：" + i);}}}).start();// 简化形式2：new Thread(() -> {for (int i = 1; i <= 5; i++) {System.out.println("子线程3输出：" + i);}}).start();for (int i = 1; i <= 5; i++) {System.out.println("主线程main输出：" + i);}}
}

方式三：利用Callable接口、FutureTask类来实现。

前两种线程创建方式都存在的一个问题：
假如线程执行完毕后有一些数据需要返回，他们重写的run方法均不能直接返回结果。

怎么解决这个问题？
JDK 5.0提供了Callable接口和FutureTask类来实现（多线程的第三种创建方式）。
这种方式最大的优点：可以返回线程执行完毕后的结果

方式三 实现步骤：

1. 创建任务对象
   定义一个类实现Callable接口，重写call方法，封装要做的事情，和要返回的数据。
   把Callable类型的对象封装成FutureTask（线程任务对象）。
2. 把线程任务对象交给Thread对象。
3. 调用Thread对象的start方法启动线程。
4. 线程执行完毕后、通过FutureTask对象的的get方法去获取线程任务执行的结果。

示例代码如下：
创建任务对象类

import java.util.concurrent.Callable;/*** 1、让这个类实现Callable接口*/
public class MyCallable implements Callable<String> {private int n;public MyCallable(int n) {this.n = n;}// 2、重写call方法@Overridepublic String call() throws Exception {// 描述线程的任务，返回线程执行返回后的结果。// 需求：求1-n的和返回。int sum = 0;for (int i = 1; i <= n; i++) {sum += i;}return "线程求出了1-" + n + "的和是：" + sum;}
}

主线程类

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;/*** 线程的创建方式三：实现Callable接口。*/
public class ThreadTest3 {public static void main(String[] args) throws Exception {// 3、创建一个Callable的对象Callable<String> call = new MyCallable(100);// 4、把Callable的对象封装成一个FutureTask对象（任务对象）// 未来任务对象的作用？// 1、是一个任务对象，实现了Runnable对象.// 2、可以在线程执行完毕之后，用未来任务对象调用get方法获取线程执行完毕后的结果。FutureTask<String> f1  = new FutureTask<>(call);// 5、把任务对象交给一个Thread对象new Thread(f1).start();Callable<String> call2 = new MyCallable(200);FutureTask<String> f2  = new FutureTask<>(call2);new Thread(f2).start();// 6、获取线程执行完毕后返回的结果。// 注意：如果执行到这儿，假如上面的线程还没有执行完毕// 这里的代码会暂停，等待上面线程执行完毕后才会获取结果。String rs = f1.get();System.out.println(rs);String rs2 = f2.get();System.out.println(rs2);}
}

FutureTask的API

方式三的优缺点
优点：线程任务类只是实现接口，可以继续继承类和实现接口，扩展性强；可以在线程执行完毕后去获取线程执行的结果：
缺点：编码复杂一点。线程创建方式三的优缺点
优点：线程任务类只是实现接口，可以继续继承类和实现接口，扩展性强；可以在线程执行完毕后去获取线程执行的结果。
缺点：编码复杂一点。

Thread常用的方法

Thread提供了很多与线程操作相关的方法

示例代码：
子线程

public class MyThread extends Thread{public MyThread(String name){super(name); // 为当前线程设置名字了}@Overridepublic void run() {// 哪个线程执行它，它就会得到哪个线程对象。Thread t = Thread.currentThread();for (int i = 1; i <= 3; i++) {System.out.println(t.getName() + "输出：" + i);}}
}

主方法

/*** Thread的常用方法。*/
public class ThreadTest1 {public static void main(String[] args) {Thread t1 = new MyThread("1号线程");// t1.setName("1号线程");t1.start();System.out.println(t1.getName()); // Thread-0Thread t2 = new MyThread("2号线程");// t2.setName("2号线程");t2.start();System.out.println(t2.getName()); // Thread-1// 主线程对象的名字// 哪个线程执行它，它就会得到哪个线程对象。Thread m = Thread.currentThread();m.setName("最牛的线程");System.out.println(m.getName()); // mainfor (int i = 1; i <= 5; i++) {System.out.println(m.getName() + "线程输出：" + i);}}
}

掌握sleep方法,join方法的作用

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*** sleep方法,join方法的作用。*/
public class ThreadTest2 {public static void main(String[] args) throws Exception {System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());for (int i = 1; i <= 5; i++) {System.out.println(i);// 休眠5sif(i == 3){// 会让当前执行的线程暂停5秒，再继续执行// 项目经理让我加上这行代码，如果用户交钱了，我就注释掉！Thread.sleep(5000);}}// join方法作用：让当前调用这个方法的线程先执行完。Thread t1 = new MyThread("1号线程");t1.start();t1.join();Thread t2 = new MyThread("2号线程");t2.start();t2.join();Thread t3 = new MyThread("3号线程");t3.start();t3.join();}
}

线程安全问题

线程安全问题概述

什么是线程安全问题？
多个线程，同时操作同一个共享资源的时候，可能会出现业务安全问题。

线程安全问题出现的原因？

1. 存在多个线程在同时执行
2. 同时访问一个共享资源
3. 存在修改该共享资源

线程安全问题案例

取钱案例描述

需求：
小明和小红是一对夫妻，他们有一个共同的账户，余额是10万元，模拟2人同时去取钱10万。
分析：

1. 需要提供一个账户类，接着创建一个账户对象代表2个人的共享账户。
2. 需要定义一个线程类（用于创建两个线程，分别代表小明和小红），
3. 创建2个线程，传入同一个账户对象给2个线程处理。
4. 启动2个线程，同时去同一个账户对象中取钱10万。

出现线程安全问题的步骤：

模拟代码如下：

先定义一个共享的账户类

public class Account {private String cardId; // 卡号private double money; // 余额。public Account() {}public Account(String cardId, double money) {this.cardId = cardId;this.money = money;}// 小明 小红同时过来的public void drawMoney(double money) {// 先搞清楚是谁来取钱？String name = Thread.currentThread().getName();// 1、判断余额是否足够if(this.money >= money){System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功！");this.money -= money;System.out.println(name + "来取钱后，余额剩余：" + this.money);}else {System.out.println(name + "来取钱：余额不足~");}}public String getCardId() {return cardId;}public void setCardId(String cardId) {this.cardId = cardId;}public double getMoney() {return money;}public void setMoney(double money) {this.money = money;}
}

在定义一个取钱的线程类

public class DrawThread extends Thread{private Account acc;public DrawThread(Account acc, String name){super(name);this.acc = acc;}@Overridepublic void run() {// 取钱(小明，小红)acc.drawMoney(100000);}
}

最后，再写一个测试类，在测试类中创建两个线程对象

public class ThreadTest {public static void main(String[] args) {// 1、创建一个账户对象，代表两个人的共享账户。Account acc = new Account("ICBC-110", 100000);// 2、创建两个线程，分别代表小明 小红，再去同一个账户对象中取钱10万。new DrawThread(acc, "小明").start(); // 小明new DrawThread(acc, "小红").start(); // 小红}
}

执行结果

某个执行结果:

小明来取钱100000.0成功！
小红来取钱100000.0成功！
小红来取钱后，余额剩余：-100000.0
小明来取钱后，余额剩余：0.0

线程同步

概述

线程同步解决线程安全问题的方案。

线程同步的思想
让多个线程实现先后依次访问共享资源，这样就解决了安全问题。

线程同步的常见方案

加锁：每次只允许一个线程加锁，加锁后才能进入访问，访问完毕后自动解锁，然后其他线程才能再加锁进来。

Java提供了三种方案:

1. 同步代码块
2. 同步方法
3. Lock锁

1. 同步代码块

作用：把访问共享资源的核心代码给上锁，以此保证线程安全。

synchronized(同步锁）{访问共享资源的核心代码
}

原理：每次只允许一个线程加锁后进入，执行完毕后自动解锁，其他线程才可以进来执行。
同步锁的注意事项
对于当前同时执行的线程来说，同步锁必须是同一把（同一个对象），否则会出bug。

代码示例
在共享账户类里使用同步代码块，来解决前面代码里面的线程安全问题。我们只需要修改Account类中的代码即可。

// 小明 小红线程同时过来的
public void drawMoney(double money) {// 先搞清楚是谁来取钱？String name = Thread.currentThread().getName();// 1、判断余额是否足够// this表示该账户对象，正好代表共享资源！synchronized (this) {if(this.money >= money){System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功！");this.money -= money;System.out.println(name + "来取钱后，余额剩余：" + this.money);}else {System.out.println(name + "来取钱：余额不足~");}}
}

执行结果：

小明来取钱100000.0成功！
小明来取钱后，余额剩余：0.0
小红来取钱：余额不足~

锁对象如何选择的问题

1. 建议把共享资源作为锁对象, 不要将随便无关的对象当做锁对象
我们把锁改为"锁" 这样一个字符串也行 因为这个资源在内存中永远只有一份
所以各个线程需要去竞争 但是这样好不好？ 明显不行 万一有另外俩个人再创了一个账户 那就变成了四个人竞争一把锁了
2. 对于实例方法，建议使用this作为锁对象
3. 对于静态方法，建议把类的字节码(类名.class)当做锁对象这里是Account.class

2. 同步方法

同步方法，就是把整个方法给锁住，一个线程调用这个方法，另一个线程调用的时候就执行不了，只有等上一个线程调用结束，下一个线程调用才能继续执行，同样是修改Account类中的代码即可。

修饰符 synchronized 返回值类型 方法名称(形参列表）{操作共享资源的代码
}

原理：每次只能一个线程进入，执行完毕以后自动解锁，其他线程才可以进来执行。

同步方法底层原理

1. 同步方法其实底层也是有隐式锁对象的，只是锁的范围是整个方法代码。
2. 如果方法是实例方法：同步方法默认用this作为的锁对象
3. 如果方法是静态方法：同步方法默认用类名.class作为的锁对象。

示例代码如下：

// 同步方法
public synchronized void drawMoney(double money) {// 先搞清楚是谁来取钱？String name = Thread.currentThread().getName();// 1、判断余额是否足够if(this.money >= money){System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功！");this.money -= money;System.out.println(name + "来取钱后，余额剩余：" + this.money);}else {System.out.println(name + "来取钱：余额不足~");}
}

同步代码块和同步方法区别

1.不存在哪个好与不好，只是一个锁住的范围大，一个范围小
其中锁的范围小一点 性能稍微好一点 可以提前加载那些公共区域的代码 但是提升的性能对于现在的计算机来说可以忽略不计
反而同步方法的可读性要好一些
2.同步方法是将方法中所有的代码锁住
3.同步代码块是将方法中的部分代码锁住

3. Lock锁

Lock锁是JDK5开始提供的一个新的锁定操作，通过它可以创建出锁对象进行加锁和解锁，更灵活、更方便、更强大。
Lock是接口，不能直接实例化，可以采用它的实现类ReentrantLock来构建Lock锁对象。

Lock锁是JDK5版本专门提供的一种锁对象，通过这个锁对象的方法来达到加锁，和释放锁的目的，使用起来更加灵活。格式如下

1.首先在成员变量位置，需要创建一个Lock接口的实现类对象（这个对象就是锁对象）private final Lock lk = new ReentrantLock();
2.在需要上锁的地方加入下面的代码lk.lock(); // 加锁//...中间是被锁住的代码...lk.unlock(); // 解锁

使用Lock锁改写前面DrawThread中取钱的方法，代码如下

// 创建了一个锁对象
//因为俩个线程公用一个账户 所以建立一个实例变量作为锁是可以的
//用final修饰更专业 防止二次赋值
private final Lock lk = new ReentrantLock();public void drawMoney(double money) {// 先搞清楚是谁来取钱？String name = Thread.currentThread().getName();try {//用try cath finally写更专业 因为你不能保证被锁的代码没有bug 有bug也要及时解锁lk.lock(); // 加锁// 1、判断余额是否足够if(this.money >= money){System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功！");this.money -= money;System.out.println(name + "来取钱后，余额剩余：" + this.money);}else {System.out.println(name + "来取钱：余额不足~");}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lk.unlock(); // 解锁}}
}

运行程序结果，观察线程安全问题已解决。

注意事项：

1. lock锁需要使用final修饰更专业 防止二次赋值
   private final Lock lk = new ReentrantLock();

2. 加锁和解锁时用try cath finally写更专业 因为你不能保证被锁的代码没有bug 有bug也要及时解锁

线程通信

概述

什么是线程通信？
当多个线程共同操作共享的资源时，线程间通过某种方式互相告知自己的状态，以相互协调，并避免无效的资源争夺。

线程通信的常见模型（生产者与消费者模型）

1. 生产者线程负责生产数据
2. 消费者线程负责消费生产者生产的数据。
3. 注意：生产者生产完数据应该等待自己，通知消费者消费；消费者消费完数据也应该等待自己，再通知生产者生产！

线程通信案例

比如下面案例中，有3个厨师（生产者线程），两个顾客（消费者线程）。

案例的思路：

1.先确定在这个案例中，什么是共享数据？答：这里案例中桌子是共享数据，因为厨师和顾客都需要对桌子上的包子进行操作。2.再确定有那几条线程？哪个是生产者，哪个是消费者？答：厨师是生产者线程，3条生产者线程； 顾客是消费者线程，2条消费者线程3.什么时候将哪一个线程设置为什么状态生产者线程(厨师)放包子：1)先判断是否有包子2)没有包子时，厨师开始做包子, 做完之后把别人唤醒，然后让自己等待3)有包子时，不做包子了，直接唤醒别人、然后让自己等待消费者线程(顾客)吃包子：1)先判断是否有包子2)有包子时，顾客开始吃包子, 吃完之后把别人唤醒，然后让自己等待3)没有包子时，不吃包子了，直接唤醒别人、然后让自己等待

注意：上述方法应该使用当前同步锁对象进行调用。
释放当前锁对象时，必须先唤醒其他线程，再释放自己所占锁

案例代码实现

按照上面分析的思路和java Object提供的api写代码。先写桌子类，代码如下

public class Desk {private List<String> list = new ArrayList<>();// 放1个包子的方法// 厨师1 厨师2 厨师3//实例方法默认用this作为锁 所以可以保证锁住5个线程 它们公用一个桌子对象//锁也是可以跨方法的public synchronized void put() {try {String name = Thread.currentThread().getName();// 判断是否有包子。if(list.size() == 0){list.add(name + "做的肉包子");System.out.println(name + "做了一个肉包子~~");Thread.sleep(2000);//让程序跑慢点容易观察// 唤醒别人, 等待自己this.notifyAll();//必须用当前同步锁对象进行调用 否则会出bugthis.wait();//因为只有锁对象知道当前谁占据着它 谁需要等待}else {// 有包子了，不做了。// 唤醒别人, 等待自己this.notifyAll();//注意！！！notifyAll()和wait()位置不能调换this.wait();//你如果先wait了 你让自己等待了 那你还怎么唤醒别人}} catch (Exception e) {//拦截sleep异常e.printStackTrace();}}// 吃货1 吃货2public synchronized void get() {try {String name = Thread.currentThread().getName();if(list.size() == 1){// 有包子，吃了System.out.println(name  + "吃了：" + list.get(0));list.clear();Thread.sleep(1000);this.notifyAll();this.wait();}else {// 没有包子this.notifyAll();this.wait();}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

再写测试类，在测试类中，创建3个厨师线程对象，再创建2个顾客对象，并启动所有线程

public class ThreadTest {public static void main(String[] args) {//   需求：3个生产者线程，负责生产包子，每个线程每次只能生产1个包子放在桌子上//      2个消费者线程负责吃包子，每人每次只能从桌子上拿1个包子吃。Desk desk  = new Desk();// 创建3个生产者线程（3个厨师）new Thread(() -> {//匿名内部类写法while (true) {desk.put();}}, "厨师1").start();new Thread(() -> {while (true) {desk.put();}}, "厨师2").start();new Thread(() -> {while (true) {desk.put();}}, "厨师3").start();// 创建2个消费者线程（2个吃货）new Thread(() -> {while (true) {desk.get();}}, "吃货1").start();new Thread(() -> {while (true) {desk.get();}}, "吃货2").start();}
}

执行结果如下:

厨师1做了一个肉包子~~
吃货2吃了：厨师1做的肉包子
厨师3做了一个肉包子~~
吃货1吃了：厨师3做的肉包子
厨师1做了一个肉包子~~
吃货1吃了：厨师1做的肉包子
厨师3做了一个肉包子~~
吃货1吃了：厨师3做的肉包子
厨师1做了一个肉包子~~
吃货2吃了：厨师1做的肉包子
//不终止则一直运行下去 可以发现没有出现线程安全问题 

线程池

线程池概述

1. 什么是线程池？
   线程池就是一个可以复用线程的技术。

2. 不使用线程池的问题：
   用户每发起一个请求，后台就需要创建一个新线程来处理，下次新任务来了肯定又要创建新线程处理的，而创建新线程的开销是很大的，并且请求过多时，肯定会产生大量的线程出来，这样会严重影响系统的性能。

3. 线程池解决的问题：
   使用线程池，就可以解决上面的问题。线程池内部会有一个容器，存储几个核心线程，假设有3个核心线程，这3个核心线程可以处理3个任务。
   但是任务总有被执行完的时候，假设第1个线程的任务执行完了，那么第1个线程就空闲下来了，有新的任务时，空闲下来的第1个线程可以去执行其他任务。依此内推，这3个线程可以不断的复用，也可以执行很多个任务。
   所以，线程池就是一个线程复用技术，它可以提高线程的利用率。

线程池创建

在JDK5版本中提供了代表线程池的接口ExecutorService，而这个接口下有一个实现类叫ThreadPoolExecutor类，使用ThreadPoolExecutor类就可以用来创建线程池对象。下面是它的构造器，参数比较多

用这7个参数的构造器来创建线程池的对象。代码如下

ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(3,	//核心线程数有3个5,  //最大线程数有5个。   临时线程数=最大线程数-核心线程数=5-3=28,	//临时线程存活的时间8秒。 意思是临时线程8秒没有任务执行，就会被销毁掉。TimeUnit.SECONDS,//时间单位（秒）new ArrayBlockingQueue<>(4), //任务阻塞队列，没有来得及执行的任务在任务队列中等待Executors.defaultThreadFactory(), //用于创建线程的工厂对象new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() //拒绝策略
);

关于线程池，需要注意下面的两个问题

1. 临时线程什么时候创建？
   注意！新任务提交时，发现核心线程都在忙、并且任务队列满了、并且还可以创建临时线程，此时会创建临时线程。
   注意是任务队列满了之后才会创建临时线程 而不是临时线程满了才加入任务队列

2. 什么时候开始拒绝新的任务？
   核心线程和临时线程都在忙、任务队列也满了、新任务过来时才会开始拒绝任务。

线程池执行Runnable任务

创建好线程池之后，接下来我们就可以使用线程池执行任务了。
线程池执行的任务可以有两种，一种是Runnable任务；一种是callable任务。
下面的execute方法可以用来执行Runnable任务。

代码案例

先准备一个线程任务类

public class MyRunnable implements Runnable{@Overridepublic void run() {// 任务是干啥的？System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ==> 输出666~~");//为了模拟线程一直在执行，这里睡久一点try {Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}

线程池处理任务类
执行Runnable任务的代码，注意阅读注释，对照着前面的7个参数理解。

public class ThreadPoolTest1 {public static void main(String[] args) {// 1、通过ThreadPoolExecutor创建一个线程池对象。ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(3, 5, 8,TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(4), Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());Runnable target = new MyRunnable();pool.execute(target); // 线程池会自动创建一个新线程，自动处理这个任务，自动执行的！pool.execute(target); // 线程池会自动创建一个新线程，自动处理这个任务，自动执行的！pool.execute(target); // 线程池会自动创建一个新线程，自动处理这个任务，自动执行的！pool.execute(target);pool.execute(target);pool.execute(target);pool.execute(target);// 到了临时线程的创建时机了pool.execute(target);pool.execute(target);// 到了新任务的拒绝时机了！pool.execute(target);// pool.shutdown(); // 等着线程池的任务全部执行完毕后，再关闭线程池// pool.shutdownNow(); // 立即关闭线程池！不管任务是否执行完毕！}
}

执行结果:

pool-1-thread-5 ==> 输出666~~
main ==> 输出666~~
pool-1-thread-1 ==> 输出666~~
pool-1-thread-3 ==> 输出666~~
pool-1-thread-4 ==> 输出666~~
pool-1-thread-2 ==> 输出666~~
//其中123是核心线程执行的 45是临时线程执行的
//注意程序还是一直运行的 线程池不会自动关闭 设计出来就是一直服务的
//main输出是因为使用了CallerRunsPolicy()拒绝策略 新来的要拒绝的任务由主线程main执行了

线程池执行Callable任务

Callable任务相对于Runnable任务来说，就是多了一个返回值。
执行Callable任务需要用到上面ExecutorService的submit方法

代码案例

先准备一个Callable线程任务

public class MyCallable implements Callable<String> {private int n;public MyCallable(int n) {this.n = n;}// 2、重写call方法@Overridepublic String call() throws Exception {// 描述线程的任务，返回线程执行返回后的结果。// 需求：求1-n的和返回。int sum = 0;for (int i = 1; i <= n; i++) {sum += i;}return Thread.currentThread().getName() + "求出了1-" + n + "的和是：" + sum;}
}

再准备一个测试类，在测试类中创建线程池，并执行callable任务。

public class ThreadPoolTest2 {public static void main(String[] args) throws Exception {// 1、通过ThreadPoolExecutor创建一个线程池对象。ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(3,5,8,TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(4),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());// 2、使用线程处理Callable任务。Future<String> f1 = pool.submit(new MyCallable(100));Future<String> f2 = pool.submit(new MyCallable(200));Future<String> f3 = pool.submit(new MyCallable(300));Future<String> f4 = pool.submit(new MyCallable(400));// 3、执行完Callable任务后，需要获取返回结果。System.out.println(f1.get());System.out.println(f2.get());System.out.println(f3.get());System.out.println(f4.get());}
}

某次执行后，结果如下所示

pool-1-thread-1求出了1-100的和是：5050
pool-1-thread-2求出了1-200的和是：20100
pool-1-thread-3求出了1-300的和是：45150
pool-1-thread-3求出了1-400的和是：80200

核心线程数量到底应该配置多少呢？

根据经验法则，大致参考以下原则:

1. 如果是计算密集型的任务：核心线程数量 = CPU的核数 + 1
2. 如果是IO密集型的任务：核心线程数量 = CPU核数 * 2

CPU核数查看，这个cpu是16核。

线程池工具类（Executors）

Executors是一个线程池的工具类，提供了很多静态方法用于返回不同特点的线程池对象。

注意：这些方法的底层，都是通过线程池的实现类ThreadPoolExecutor创建的线程池对象。

测试代码：

public class ThreadPoolTest3 {public static void main(String[] args) throws Exception {// 1、通过Executors创建一个线程池对象。ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(17);// 2、使用线程处理Callable任务。Future<String> f1 = pool.submit(new MyCallable(100));Future<String> f2 = pool.submit(new MyCallable(200));Future<String> f3 = pool.submit(new MyCallable(300));Future<String> f4 = pool.submit(new MyCallable(400));System.out.println(f1.get());System.out.println(f2.get());System.out.println(f3.get());System.out.println(f4.get());}
}

Executors创建线程池这么好用，为什么不推荐同学们使用呢？原因在这里：看下图，这是《阿里巴巴Java开发手册》提供的强制规范要求，在大型并发系统环境中容易出bug。

并发、并行和生命周期

并发和并行

1. 什么是进程、线程？

1. 正常运行的程序（软件）就是一个独立的进程
2. 线程是属于进程，一个进程中包含多个线程
3. 进程中的线程其实并发和并行同时存在

可以打开系统的任务管理器看看（快捷键：Ctrl+Shfit+Esc），自己的电脑上目前有哪些进程。

2. 什么是并发？

进程中的线程由CPU负责调度执行，但是CPU同时处理线程的数量是有限的，为了保证全部线程都能执行到，CPU采用轮询机制为系统的每个线程服务，由于CPU切换的速度很快，给我们的感觉这些线程在同时执行，这就是并发。

简单记：并发就是多条线程交替执行

3. 什么是并行？

并行指的是，多个线程同时被CPU调度执行。如下图所示，多个CPU核心在执行多条线程

4. 多线程到底是并发还是并行呢？

其实多个线程在我们的电脑上执行，并发和并行是同时存在的。

线程的生命周期

在Thread类中有一个嵌套的枚举类叫Thread.Status，这里面定义了线程的6中状态。如下图所示

NEW: 新建状态，线程还没有启动
RUNNABLE: 可以运行状态，线程调用了start()方法后处于这个状态
BLOCKED: 锁阻塞状态，没有获取到锁处于这个状态
WAITING: 无限等待状态，线程执行时被调用了wait方法处于这个状态
TIMED_WAITING: 计时等待状态，线程执行时被调用了sleep(毫秒)或者wait(毫秒)方法处于这个状态
TERMINATED: 终止状态, 线程执行完毕或者遇到异常时，处于这个状态。

这几种状态之间切换关系如下图所示

线程的六种状态的总结

乐观锁与悲观锁

悲观锁:一上来就加锁，没有安全感，每次只能一个线程进入访问完毕后再解锁。是线程安全的，但是性能较差！

乐观锁:一开始不上锁，认为是没有问题的，大家一起跑，等要出线程安全问题的时候才开始控制。是线程安全的，且性能较好。

下面举例说明，先写一个没有锁的多线程场景：

public static void main(String[] args) throws Exception {//需求:1个静态变量，100个线程，每个线程对其加100次 最终值为10000Runnable target = new MyRunnable();for (int i = 1; i <= 100; i++) {new Thread(target).start();}}

public class MyRunnable implements Runnable{private int count;//用实例变量代替静态变量 反正线程都是公用一个任务对象的 所以是可以的@Overridepublic void run() {//100次for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println("count--------->"+(++count));}}
}

某次运行结果：

...
count--------->9989
count--------->9990
count--------->9991
count--------->9992
count--------->9993
count--------->9994
count--------->9995
count--------->9996
count--------->9997
count--------->9998
count--------->9999
//虽然概率比较小 还是出现了一次线程安全问题
//有一次增值计算重叠了 没有加到10000

乐观锁解决：

首先解释原理，安全问题来自于，比如当count是10时，俩个线程几乎同时进入，将其值修改成11，于是便发生了安全问题，少加了一次。乐观锁采用CAS算法(可以自己进入count.incrementAndGet()源码看看)，在加之前就记录了count的原来的值，比如当线程进入时记录count是10，然后将其加到11准备写入时，发现count已经变成11了，于是会将这次修改写入作废，重复上述过程，重新加一次。

代码如下：

public class MyRunnable implements Runnable{//整数修改的乐观锁:用java的原子类实现的private AtomicInteger count = new AtomicInteger();@Overridepublic void run() {//100次for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println("count--------->"+(count.incrementAndGet()));}}
}

执行结果可以发现没有线程安全问题。