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线程

分类: 文章 • 2024-03-18 08:52:16

线程定义

进程是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有自己独立的一块内存空间，一个进程中可以启动多个线程。比如在Windows系统中，一个运行的exe就是一个进程。

线程是指进程中的一个执行流程，一个进程中可以运行多个线程。比如java.exe进程中可以运行很多线程。线程总是属于某个进程，进程中的多个线程共享进程的内存。

多线程的实现方式有哪些？

Java多线程实现方式主要有四种：继承Thread类、实现Runnable接口、实现Callable接口通过FutureTask包装器来创建Thread线程、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程。

1、继承Thread类创建线程
Thread类本质上是实现了Runnable接口的一个实例，代表一个线程的实例。启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法。start()方法是一个native方法，它将启动一个新线程，并执行run()方法。这种方式实现多线程很简单，通过自己的类直接extend Thread，并复写run()方法，就可以启动新线程并执行自己定义的run()方法。
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2、实现Runnable接口创建线程

如果自己的类已经extends另一个类，就无法直接extends Thread，此时，可以实现一个Runnable接口，如下：
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为了启动MyThread，需要首先实例化一个Thread，并传入自己的MyThread实例：
线程
事实上，当传入一个Runnable target参数给Thread后，Thread的run()方法就会调用target.run()，参考JDK源代码：
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3、实现Callable接口通过FutureTask包装器来创建Thread线程
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4、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的线程

ExecutorService、Callable、Future三个接口实际上都是属于Executor框架。返回结果的线程是在JDK1.5中引入的新特征，有了这种特征就不需要再为了得到返回值而大费周折了。而且自己实现了也可能漏洞百出。

可返回值的任务必须实现Callable接口。类似的，无返回值的任务必须实现Runnable接口。

执行Callable任务后，可以获取一个Future的对象，在该对象上调用get就可以获取到Callable任务返回的Object了。

注意：get方法是阻塞的，即：线程无返回结果，get方法会一直等待。

再结合线程池接口ExecutorService就可以实现传说中有返回结果的多线程了。

下面提供了一个完整的有返回结果的多线程测试例子，在JDK1.5下验证过没问题可以直接使用。代码如下：

import java.util.concurrent.*;
import java.util.Date;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

/**

  • 有返回值的线程
    */
    @SuppressWarnings(“unchecked”)
    public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException,
    InterruptedException {
    System.out.println("----程序开始运行----");
    Date date1 = new Date();

    int taskSize = 5;
    // 创建一个线程池
    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);
    // 创建多个有返回值的任务
    List list = new ArrayList();
    for (int i = 0; i < taskSize; i++) {
    Callable c = new MyCallable(i + " “);
    // 执行任务并获取Future对象
    Future f = pool.submit©;
    // System.out.println(”>>>" + f.get().toString());
    list.add(f);
    }
    // 关闭线程池
    pool.shutdown();

    // 获取所有并发任务的运行结果
    for (Future f : list) {
    // 从Future对象上获取任务的返回值，并输出到控制台
    System.out.println(">>>" + f.get().toString());
    }

    Date date2 = new Date();
    System.out.println("----程序结束运行----，程序运行时间【"

    • (date2.getTime() - date1.getTime()) + “毫秒】”);
      }
      }

class MyCallable implements Callable {
private String taskNum;

MyCallable(String taskNum) {
this.taskNum = taskNum;
}

public Object call() throws Exception {
System.out.println(">>>" + taskNum + “任务启动”);
Date dateTmp1 = new Date();
Thread.sleep(1000);
Date dateTmp2 = new Date();
long time = dateTmp2.getTime() - dateTmp1.getTime();
System.out.println(">>>" + taskNum + “任务终止”);
return taskNum + “任务返回运行结果,当前任务时间【” + time + “毫秒】”;
}
}

代码说明：
上述代码中Executors类，提供了一系列工厂方法用于创建线程池，返回的线程池都实现了ExecutorService接口。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
创建固定数目线程的线程池。
public static ExecutorService newCachedThreadPool()
创建一个可缓存的线程池，调用execute 将重用以前构造的线程（如果线程可用）。如果现有线程没有可用的，则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
创建一个单线程化的Executor。
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池，多数情况下可用来替代Timer类。

ExecutoreService提供了submit()方法，传递一个Callable，或Runnable，返回Future。如果Executor后台线程池还没有完成Callable的计算，这调用返回Future对象的get()方法，会阻塞直到计算完成。

2.start() 跟 run() 方法的区别和联系。

直接调用 start() 方法，此时线程处于一个就绪（可运行）的状态，但是并没有真正的运行。而是得到CPU 的时间片后，开始执行 run() 方法，run() 方法里面的是我们的线程体。

我们直接 运行 run() 方法，它其实就是一个普通的方法调用，在主线程中执行，是不会开启多线程的。

3.描述一些线程死锁的情况？

这个问题在平常项目基本上没怎么接触到，但是我有过部分了解。回答的是：两个线程在持有自己的锁的时候，还要去持有对方持有的锁时，由于别人的锁已经被对方持有，造成彼此等待对方释放锁的情况。回答得比较片面，还有一些类型的死锁问题没有答出来，后面直接交底了，面试官说没关系的。

建议大家在准备这个问题的时候能说出来产生死锁的条件、现象、解决办法等。然后配上一些实例说明，在面试过程中，面试官就提到说根据我们平常遇到死锁问题的场景实例来说。

大家可以搜一下下面这两个死锁场景问题：

1、三个人 三根筷子：每个人需要拿到身边的两根筷子才能开始吃饭

2、银行转账问题：线程 A 从 X 账户向 Y 账户转账，线程 B 从账户 Y 向账户 X 转账，那么就会发生死锁。

3、项目中有没有用过线程池 ？怎么用的 ？

回答了我们项目里面有些接口需要组装多个服务的数据进行封装，然后返回。这里面我们会使用多线程去并行拉取数据，减少接口响应时间。

面试官说：“ok，那么你有没有看过线程池里面的源码呢 ？有哪几种线程池 ？”

源码这里我迟疑了一下，我说不太熟，然后我说了几种类型的线程池 newSingleThreadExecutor、newFixedThreadPool、newCachedThreadPool 但是还漏了一种 newScheduledThreadPool 没想起来。

4.线程池的原理是什么样子？底层方法的参数分别是什么意思？

回答这个问题的时候，当时我卡住了。我知道这几个底层都是对 调用的 ThreadPoolExecutor ，但是我死活没有想起来名字，这时候面试官提醒了一下，然后说没关系的。

接着就问：“那你知道他的参数都有哪些吗 ？都分别代表什么意思吗 ？”

我回答的是 有个 线程的个数 和 线程存活的时间，其他的没说上来。然后面试官说：“没关系的”。

补充一下：线程池底层都是通过 ThreadPoolExecutor 来实现的。
public ThreadPoolExecutor( int corePoolSize,

int maximumPoolSize,

long keepAliveTime,

TimeUnit unit,

BlockingQueue workQueue,

ThreadFactory threadFactory,

RejectedExecutionHandler handler)

几个参数的意思分别为：

corePoolSize：线程池里最小线程数

maximumPoolSize：线程池里最大线程数量，超过最大线程时候会使用 RejectedExecutionHandler

keepAliveTime：线程最大的存活时间，超过这个时间就会被回收

unit：线程最大的存活时间的单位

workQueue：缓存需要执行的异步任务的队列

threadFactory：新建线程工厂

handler：拒绝策略，表示当workQueue已满，且池中的线程数达到maximumPoolSize时，线程池拒绝添加新任务时采取的策略。DiscardPolicy：抛弃当前任务，DiscardOldestPolicy：扔掉最旧的，CallerRunsPolicy：由向线程池提交任务的线程来执行该任务，AbortPolicy：抛出 RejectedExecutionException 异常。

问到这里，我回答的确实太有限，面试官就没有再细问了，还是说：“没关系的”。

如果你这里答出来了，那么我认为你还需要掌握的是，这几种线程池在哪些情况下使用什么类型的，以及要注意什么问题，很大可能面试官会继续深挖。

这里就不给出答案了，我相信你自己去搜一下，体会会更深刻些。

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