Java線程池一：線程基礎

時間 2020-12-21

標籤 html java 多線程異步 ide oop 線程 code htm 對象欄目 Java 简体版

原文原文鏈接

最近精讀Netty源碼,讀到NioEventLoop部分的時候，發現對Java線程&線程池有些概念還有困惑，因此深刻總結一下
Java線程池一：線程基礎
 Java線程池二：線程池原理html

線程建立

Java線程建立主要有三種方式：繼承Thread類、實現Runable接口、實現Callable接口java

只有經過調用Thread.start() 方法纔會真正建立一個線程，調用Thread.run() 並不會多線程

當調用線程關心任務執行結果時，咱們應選擇實現Callable接口的方式建立線程異步

繼承方式實現建立線程ide

@Test
public void testCreate_1() {
  Thread t = new Thread() {
    @Override
    public void run() {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName());
      throw new RuntimeException();
    }
  };
  t.start();
  t.run();
}

實現Runnable接口的方式建立線程，這種方式調用線程沒法感知任務線程執行結果（是否執行、成功或者異常）oop
```
@Test
public void testCreate_2() {
  Thread t = new Thread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName()));
  t.start();
}
```

實現Callable接口，調用線程經過FutureTask對象獲取執行結果（返回值或者異常）線程

@Test
public void testCreate_3() throws ExecutionException, InterruptedException {
  FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(() -> {
    throw new RuntimeException();
  });
  new Thread(task).start();
  System.out.println(task.get());
}

線程的狀態

咱們知道Java線程是使用系統內核線程實現，因此先來簡單回顧下系統內核線程的狀態code

內核線程的狀態

Ready狀態：當前線程已經就緒，等待系統調度
Running狀態：當Ready狀態的線程分配到時間片後進入該狀態
Blocking狀態：運行中的線程由於其餘資源未就緒進入該狀態

Java線程的狀態

NEW: 實例化一個Thread對象後未調用start方法前都是該狀態
RUNNABLE: JVM裏面的可執行狀態，對應內核線程的Ready或者Running狀態。因此該狀態下線程不必定在在運行，有可能在等待調度
WAITING：等待狀態，須要其餘線程喚醒後才能從新進入RUNNABLE狀態
TIMED_WAITING：超時等待，等待必定的時間或者被其餘線程喚醒以後可再進入RUNNABLE狀態
BLOCKED：阻塞狀態，特指等待進入synchronized同步塊的狀態（獲取監視器鎖）
Termination：終態

只有待獲取監視器鎖時纔是阻塞狀態，獲取Java語言實現的鎖（ReentrantLock等)是等待狀態。兩者的區別在於監視器鎖的實現依賴內核變量。htm

異常處理

假設一段業務邏輯沒有考慮運行時異常，而運行時異常又恰好發生了，那麼對應的線程就會直接崩潰。因此多線程環境下爲了讓程序更加健壯穩定，咱們須要捕獲異常。對象

將整個業務邏輯加上異常捕獲（固然代碼就不是很優雅）

@Test
public void testExceptionHandle_1() {
  new Thread(() -> {
    try {
      //business code
      int a = 1, b = 0;
      a = a / b;
    } catch (Throwable th) {
      //log
    }
  }).start();
}

使用FutureTask異步回掉處理異常(更加優雅，業務邏輯和異常處理邏輯分離)

@Test
public void testExceptionHandle_2() {
  //業務邏輯
  FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(() -> {
  //business code
  int a = 1, b = 0;
  a = a / b;
  return a;
  });

  Thread t = new Thread(() -> {
  ft.run();
  handleResult(ft);
  });
  t.start();
}
//異常處理邏輯
private void handleResult(FutureTask<Integer> ft) {
    try {
    System.out.println("the result is " + ft.get());
    } catch (InterruptedException e) {
    //log or ...
    e.printStackTrace();
    } catch (ExecutionException e) {
    //log or ...
    e.printStackTrace();
    }
}

中斷

Java中斷是一種線程間通訊手段。好比A線程給B線程發送一箇中斷信號，B線程收到這個信號，能夠處理也能夠不處理。

中斷相關的API

void thread.interrupt();//實例方法-中斷線程（線程的中斷標識位置爲1）
boolean thread.isInterrupted();//線程是否中斷 & 不清除中斷標識
static boolean Thread.interrupted();//當前線程是否中斷 & 清除中斷標識

實例

線程t_1每次循環會判斷當前線程的中斷狀態，若是當前線程已經被中斷（中斷標識位爲1）就直接返回；

整個通訊過程：主線程把t_1線程的中斷標識位置爲1，t_1獲取到中斷標識位爲1，而後結束循環。

@Test
public void testInterrupt() throws InterruptedException {
  Thread t_1 = new Thread(() -> {
    int i = 0;
    while (true) {
      boolean isInterrupt = Thread.interrupted();
      if (isInterrupt) {
        System.out.println("i am interrupt, return");
        return;
      }
      //business code
      if (i++ % 10000 == 0) {
        System.out.println(i);
      }
    }
  });
  t_1.start();
  for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    ;
  }
  t_1.interrupt();
}