java线程的原理和实现方式

本篇内容介绍了“java线程的原理和实现方式”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

多线程的实现方式以及区别

我们都知道，实现多线程的方式是继承Thread类和实现Runable接口，那么除了java中不允许多继承的这个特性，他们之间还有什么区别呢？我们看下面这个例子：

//继承Thread类
public class ThreadTest extends Thread {
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
    @Override
    public void run() {
       for(int i=0;i<5;i++){
           System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + count.incrementAndGet());
       }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new ThreadTest().start();
        new ThreadTest().start();
    }
}

//实现Runable接口
public class RunnableTest implements Runnable {
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + count.incrementAndGet());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        RunnableTest rab=new RunnableTest();
        new Thread(rab).start();
        new Thread(rab).start();
    }
}

通过观察console信息我们可以看到，继承Thread类，无法共享对象资源，而实现Runable则可以；这让我们可以针对不同的业务情况作出不同的选择。

线程的状态

Thread.State枚举中定义了线程的六种状态

关于线程状态流转，看下面这幅图；左边是正常状态流转，右边是存在block和waiting的情况：

网上有些文章说线程还分为ready和running状态，这里需要注意的是，这两种执行状态都属于Runable状态；ready和running状态其实是描述VM/OS是否线程分配CPU资源，JVM并不能决定这一事情。当然运行中的线程通过调用yield方法是可以将running状态的线程切换到ready状态，但这一过程是OS层面的事情而非JVM层面。

有关线程的方法

在实现多线程的过程中，我们需要用到相关方法来进行线程状态的切换，已达到不同的目的。

• Thread类的相关方法

• Object类的相关方法
  Obj类主要有wait()和notify()、notifyAll()三个方法来控制多线程读共享数据的访问；注意这三个方法不是Thread类的，故只能在同步代码块中才会产生效果。

线程池

我们在系统中直接new线程是可以实现多线程，但是存在以下弊端：

• 线程不能重用，过多的线程创建和销毁会降低系统性能

• 不能控制线程并发数量

• 不能指定线程的定时执行等

ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor让我们可以自定义线程池，它有三个构造函数，它的参数含义如下 ：

• 任务队列

workQueue指明了当核心线程数达到最大时，任务的排队策略；有三种类型：

• 拒绝策略

在使用有界队列的前提下，如果工作队列已满，我们需要设定拒绝策略

以上拒绝策略中，除了CallerRunsPolicy其他的都好理解，下面我们使用CallerRunsPolicy策略来和DiscardPolicy进行一个比对：

我们定义了最大线程是3个，排队两个，线程睡眠0.5s以达到效果；使用DiscardPolicy策略我们可以看到10个任务丢弃了5个。
但是CallerRunsPolicy策略会让主线程来执行任务，同时将主线程阻塞，已达到延缓提交任务的效果；当主线程执行完毕后，线程池内任务也执行完毕了，这时线程池会继续接受后续任务。

线程池提交方式

我们可以通过submit、execute方法提交任务给线程池执行，其中submit方法有三个重载，他们有以下区别

线程池优化策略

• CPU密集型任务，就需要尽量压榨CPU，参考值可以设为 NCPU+1

• IO密集型任务，参考值可以设置为2*NCPU

Executors

上面ThreadExecutorPool提供给我们手动实现线程池的方式，同时J.U.C包下面提供了线程池Executors类，可以让我们方便的创建线程池。
Executors提供了5种线程池的实现方式，以针对不同的业务场景：

从上图中我们可以看到，除了newWorkStealingPool以外，其他的线程池都只是通过ThreadExecutorPool构造函数，传递不同的参数而实现不同的效果，这也是本篇博客为什么先介绍ThreadExecutorPool的原因；虽然这几种线程池区别已经一目了然，我们还是列举一下它们的特点：

• ForkJoinPool
  ForkJoinPool适用于大型任务，其核心是Fork和Join；Fork可以将一个大任务拆分为多个小的任务，Join会将多个小的任务的结果汇总达到最终运行效果。

举个例子：假设一个线程池中并发数控制在两个，但是每个任务都要运行1分钟；假设我们当前服务器有4个CPU，两个在处理任务，其他的则为空闲状态，这时剩下的两个空闲CPU资源是浪费的。
试想一下：如果们能使剩下的两个空闲的CPU也能利用起来处理上面两个任务，任务运行肯定会加快，这就是ForkJoinPool的设计出发点。

不要使用Executors

多数情况下，不推荐使用Executors，而推荐手动创建ThreadExecutorPool，因为Executors的五种实现方式有一下缺点：

• 要么不能控制并发：资源耗尽、OOM

• 要么不能设置等待队列大小：OOM

• 不能指定拒绝策略

线程池的相关方法

“java线程的原理和实现方式”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注亿速云网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！