【JavaEE】——多线程常用类

 

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目录

引入：

一：Callable和FutureTask类

1：对比Runnable

2：FutureTask类

3：代码示例

示例一：Runnable

​编辑示例二：Callable

二：ReentrantLock——可重入锁

1：与synchronized的区别

（1）不会阻塞

（2）公平锁

（3）唤醒机制不同

三：Semaphore——信号量

1：P操作

2：V操作

3：PV代码示例一

4：锁功能

四：CountDownLatch

1：引入

2：代码示例

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引入：

通过之前的学习，我们了解到CAS本质上是JVM替我们封装好的，我们没有办法感知到

在java.util.concurrent中存放了一些我们多线程编程时常用的类

看下面的一些接口：是不是非常熟悉，我们把这个packet包简称为（JUC）

一：Callable和FutureTask类

读法：“开了波哦”    译为：调用

1：对比Runnable

Runnable提供run方法，返回值为void——关注过程，不关注执行结果

Callable提供call方法，返回值类型就是执行结果的类型———更关注结果

2：FutureTask类

在Callable中的call方法中完成任务的描述后，我们要想办法把这个任务加载给线程Thread，

但是Thread类中并没有给出Callable的构造方法，于是我们通过FutureTask这个中间类（可以理解为加载任务的装置），作为媒介，发射给Thread

即：

Callable中描述方法——卢本伟来啦~~

FutureTask中加载任务——卢本伟已准备就绪~~

Thread中传入futureTask任务执行——卢本伟启动！！

注：

Callable和FutureTask实例化的时候<>中要写返回结果的类型哦。

futureTask.get()方法是带有阻塞功能的，如果线程还没有执行完毕，get就会被阻塞，等到线程执行完了，return的结果就会被get返回回来

3：代码示例

老问题：计算前5000个数字之和
 

看以下两段代码——用Callable类写的代码比Runnable类写的代码更加优雅~~

示例一：Runnable

package thread;public class ThreadDemon37 {private static int sum = 0;//全局变量用来保存最后的结果值public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(new Runnable() {int count = 0;//局部变量@Overridepublic void run() {for (int i = 1 ; i <= 5000 ; i++){count += i;}sum = count;}});t1.start();t1.join();System.out.println(sum);}}

示例二：Callable

此处我们不用再引入额外的成员变量了，直接借助返回值即可

package thread;import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;public class ThreadDemon38 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() {@Overridepublic Integer call() throws Exception {int sum = 0;for (int i = 0; i <= 5000; i++) {sum += i;}return sum;}};//Thread t1 = new Thread(callable);//Thread中没有提供构造函数来传入callable//引入FutureTask类，未来要完成的任务（任务还未执行）// 相当于在Callable中确定执行的任务//在FutureTask装置中完成任务加载——卢本伟准备就绪~~~//最后引入线程——卢本伟启动！！FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callable);Thread t1 = new Thread(futureTask);t1.start();t1.join();System.out.println(futureTask.get());//装置获得一下结果}
}

补充一点：.futureTask.get()方法本身自带阻塞特性，如果Callable任务还没有执行完，是会一直等待它的返回值结果的

二：ReentrantLock——可重入锁

读音：“瑞安纯特老科” 翻译为：可重入锁

科普：ReentrantLock在很早以前是比没有发展起来的synchronized功能更加强大的，他提供了两个传统的方法lock和unlock，但是在写代码的过程中lock完后往往会忘记unlock解锁，所以一般把unlock操作放到finally里面使用

1：与synchronized的区别

（1）不会阻塞

我们知道synchronized加锁，如果线程“锁竞争”失败，会陷入阻塞等待，使用了ReentrantLodk提供了trylock方法后，如果加不上锁就会返回false，不会阻塞等待。

（2）公平锁

ReentrantLock中加锁依据是：公平锁，所有参与“加锁”的线程会被放进队列里面，按顺序进行加锁。

（3）唤醒机制不同

synchronized提供wait和notify，ReentrantLock搭配Condition，功能比notify强一点

三：Semaphore——信号量

读音：“赛摸佛尔” 翻译为：信号量

科普：因为发明信号量的大佬迪杰斯特拉是个荷兰人，荷兰语的申请和释放首字母分别是P和V。实际上英语是acquire和release

1：P操作

申请一个可用资源，可用资源总数就会-1

2：V操作

释放一个可用资源，可用资源总数就会+1

打个比方：去停车场停车，现在有50个停车位，申请一个停车位（p操作），现有可用停车位为49；出来了一辆车（v操作），现有可用停车位为50；

3：PV代码示例一

package thread;import java.util.concurrent.Semaphore;/*** Created with IntelliJ IDEA.* Description:* User: Hua YY* Date: 2024-09-30* Time: 10:26*/
public class ThreadDemon39 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Semaphore semaphore = new Semaphore(1);//资源数限制为1个semaphore.acquire();System.out.println("p操作");semaphore.acquire();//第二次申请System.out.println("p操作");semaphore.acquire();//第三次申请System.out.println("p操作");}
}

4：锁功能

信号量是更为广义的锁

代码示例：继续沿用解决count计数器++线程安全问题的方式

package thread;import java.util.concurrent.Semaphore;/*** Created with IntelliJ IDEA.* Description:* User: Hua YY* Date: 2024-09-30* Time: 10:33*/
public class ThreadDemon40 {private static int count = 0;//引入Semaphore进行加锁private static Semaphore semaphore = new Semaphore(1);public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(() -> {try {semaphore.acquire();//加锁for (int i = 1 ; i <= 50000 ; i++){count++;}} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}semaphore.release();//解锁});Thread t2 = new Thread(() ->{try {semaphore.acquire();//加锁for (int i = 1 ; i <= 50000 ; i++){count++;}} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}semaphore.release();//解锁});t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();System.out.println(count);}
}

四：CountDownLatch

1：引入

latch(锁存器)

举个例子，现在下载软件的速度非常快，用的是多线程下载方式，比如要下载一个1G大小的软件，我们把这个任务分成10份，分给10个线程同时进行下载，最后在拼在一起，速度就会快非常多。

这个“拼”的操作，就能被CountDownLatch感知到，比我们用join要更简单方便一些

2：代码示例

package thread;import java.util.Random;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;/*** Created with IntelliJ IDEA.* Description:* User: Hua YY* Date: 2024-09-30* Time: 10:57*/
public class ThreadDemon41 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);//创建10个线程Random random = new Random();int time = (random.nextInt(4)+1)*1000;//time的范围[0,4]->[1,5]->[1000,5000]for(int i = 1 ; i <= 10 ; i++){int count = i;Thread t = new Thread(() ->{try {Thread.sleep(random.nextInt(time));//产生的随机数的范围System.out.println("第" + count + "线程的任务执行完毕");latch.countDown();//告知CountDownLatch有一个任务已经执行完毕了} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}});t.start();}latch.await();//如果CountDownLatch中的任务还没有执行完毕，那么CountDownLatch就会陷入阻塞等待System.out.println("所有任务都已经执行完毕了");}
}