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多线程---JUC

news 2025/6/26 19:45:52

文章目录

什么是JUC？
Callable接口
ReentrantLock
- ReentrantLock VS synchronized
原子类
线程池
信号量Semaphore
CountDownLatch

什么是JUC？

JUC是：java.util.concurrent这个包名的缩写。它里面包含了与并发相关，即与多线程相关的很多东西。我们下面就来介绍这些东西。

Callable接口

Callable接口类似与Runnable接口：
Runnable接口：描述的任务是不带返回值的。
callable接口：描述的任务是带返回值的，存在的意义就是让我们获取到结果
让我们通过下面的代码来仔细体会一下不同

    // 使用Runnable来计算 1+2+.....+1000static class Result{public int sum;public Object locker = new Object();}public static void main(String[] args) {Result result = new Result();//创建一个专门的线程来求和Thread thread = new Thread(){@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 1000; i++){result.sum ++;}synchronized (result.locker){result.locker.notify();}}};thread.start();// 必须得等thread线程执行完了再打印synchronized (result.locker) {if (result.sum == 0){try {result.locker.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println(result.sum);}}

    // 使用callable来计算1+2+....+1000public static void main(String[] args) {//使用callable来定义一个任务Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() {@Overridepublic Integer call() throws Exception {int sum = 0;for (int i = 0; i < 1000; i++){sum++;}return sum;}};// 用来接受callable任务作为参数FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callable);//Thread 里的参数没有callable类型  只有futuretask类型  所以需要创建一个futuretask类型来过渡Thread thread = new Thread(futureTask);thread.start();try {System.out.println(futureTask.get());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (ExecutionException e) {e.printStackTrace();}}

ReentrantLock

ReentrantLock，也是可重入锁。它的出现是为了补充synchronized（可重入锁）无法实现的一些操作。

它一共有三个核心的方法：

tryLock：试试能不能加上锁，试成功了就加上锁；试失败了就放弃。还可以指定加锁的等待超时时间，超过时间则放弃加锁。
lock：加锁
unlock：解锁

ReentrantLock VS synchronized

ReentrantLock必须手动调用lock（）和unlock（）方法，这样如果它们之间出现异常，unlock（）方法就有可能调用不到，造成资源浪费。而synchronized则没有这个问题。

       public static void main(String[] args) {// 和synchronized相比有三个优势 两个不同ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();try {reentrantLock.lock();}finally {//当在 lock和unlock 之间出现异常时  unlock就无法执行到  需要用到finally来必须执行//synchronized不存在这个问题  因为它只要出了代码块就一定会解锁reentrantLock.unlock();}}

ReentrantLock是标准库的一个类，底层是基于Java实现的；synchronized是Java关键字，底层是通过JVM实现的（C++实现的）
tryLock可以尝试加锁并且指定加锁的等待超时时间；synchronized会一直死等。在实际开发中，往往不使用死等。
ReentrantLock可以实现公平锁，通过指定构造方法里的一个参数；synchronized是非公平锁。

        ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(true);

ReentrantLock是搭配Condition类实现通知唤醒操作的，唤醒操作可以指定唤醒哪一个线程；synchronized是搭配wait-notify实现通知唤醒操作的，唤醒操作是随机唤醒一个线程。

原子类

原子类的底层是基于CAS实现的，使用原子类最常见的场景就是多线程计数。
CAS操作前面已经非常详细的介绍过，点击此处可以查看浏览

     //原子类  多用于计数//count.getAndIncrement   =   count++//count.incrementAndGer   =   ++count//count.getAndDecrement   =   count--//count.decrementAndGer   =   --countpublic static void main(String[] args) {AtomicInteger count = new AtomicInteger();Thread thread = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 50000; i++){//相当与count++;count.getAndIncrement();}});Thread thread1 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 50000; i++){//相当于count++;count.getAndIncrement();}});thread.start();thread1.start();try {thread.join();thread1.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(count.get());}

线程池

前面已经非常详细的介绍过，点击此处可以查看浏览

信号量Semaphore

信号量的基本操作有两个：
P操作：申请一个资源
V操作：释放一个资源

信号量本身是一个计数器，表示可用资源的个数：
P操作申请一个资源，可用资源的个数就-1
V操作释放一个资源，可用资源的个数就+1
当计数为0时，继续进行P操作就会阻塞，直到其他线程执行V操作释放资源

        // 信号量可以看成更广义的锁   锁就是一个信号量  可用资源数只有1public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 需要指定初始值 表示可用资源的个数Semaphore semaphore = new Semaphore(4);semaphore.acquire();System.out.println("申请资源");semaphore.acquire();System.out.println("申请资源");semaphore.acquire();System.out.println("申请资源");semaphore.release();System.out.println("释放资源");semaphore.release();System.out.println("释放资源");}

CountDownLatch

CountDownLatch使用的效果：类似于一个跑步比赛，当最后一个选手到达终点就结束。
使用CountDownLatch的时候，首先要设置一下有几个选手参赛，每个选手撞线了就调用一下countDown方法，当撞线次数达到选手的个数时，比赛就结束。

放到程序中理解：
比如：要下载一个很大的文件，把文件分成多部分分别下载。使用多线程执行下载任务，每个线程下载一部分，当所有的线程都下载完毕，整个线程就下载完毕了。

	//CountDownLatchpublic static void main(String[] args) {// 设置任务的个数CountDownLatch downLatch = new CountDownLatch(10);for (int i = 0; i < 10; i++){Thread thread = new Thread(() -> {System.out.println("开始任务" + Thread.currentThread().getName());try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("任务结束" + Thread.currentThread().getName());downLatch.countDown();});thread.start();}try {downLatch.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("全部任务都结束");}