线程间通信

概念:多个线程在处理同一个资源,但是处理的动作(线程的任务)却不相同
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如何保证线程间通信有效利用资源:
多个线程在处理同一个资源,并且任务不同时,需要线程通信来帮助解决线程之间对同一个变量的使用或操作。 就 是多个线程在操作同一份数据时, 避免对同一共享变量的争夺。也就是我们需要通过一定的手段使各个线程能有效 的利用资源。而这种手段即—— 等待唤醒机制。

等待唤醒机制

什么是等待唤醒机制

这是多个线程间的一种协作机制。谈到线程我们经常想到的是线程间的竞争(race),比如去争夺锁,但这并不是 故事的全部,线程间也会有协作机制。就好比在公司里你和你的同事们,你们可能存在在晋升时的竞争,但更多时 候你们更多是一起合作以完成某些任务。
就是在一个线程进行了规定操作后,就进入等待状态(wait()), 等待其他线程执行完他们的指定代码过后 再将 其唤醒(notify());在有多个线程进行等待时, 如果需要,可以使用 notifyAll()来唤醒所有的等待线程。

等待唤醒中的方法

等待唤醒机制就是用于解决线程间通信的问题的,使用到的3个方法的含义如下:

  1. wait:线程不再活动,不再参与调度,进入 wait set 中,因此不会浪费 CPU 资源,也不会去竞争锁了,这时
    的线程状态即是 WAITING。它还要等着别的线程执行一个特别的动作,也即是“通知(notify)”在这个对象
    上等待的线程从wait set 中释放出来,重新进入到调度队列(ready queue)中
  2. notify:则选取所通知对象的 wait set 中的一个线程释放;例如,餐馆有空位置后,等候就餐最久的顾客最先
    入座。
  3. notifyAll:则释放所通知对象的 wait set 上的全部线程。

注意: 哪怕只通知了一个等待的线程,被通知线程也不能立即恢复执行,因为它当初中断的地方是在同步块内,而 此刻它已经不持有锁,所以她需要再次尝试去获取锁(很可能面临其它线程的竞争),成功后才能在当初调 用 wait 方法之后的地方恢复执行。 总结如下: 如果能获取锁,线程就从 WAITING 状态变成 RUNNABLE 状态; 否则,从 wait set 出来,又进入 entry set,线程就从 WAITING 状态又变成 BLOCKED 状态

调用wait和notify方法需要注意的细节

  1. wait方法与notify方法必须要由同一个锁对象(如果有多个锁则notify通知不到)调用。因为:对应的锁对象可以通过notify唤醒使用同一个锁对
    象调用的wait方法后的线程。
  2. wait方法与notify方法是属于Object类的方法的。因为:锁对象可以是任意对象,而任意对象的所属类都是继
    承了Object类的。
  3. wait方法与notify方法必须要在同步代码块或者是同步函数中使用。因为:必须要通过锁对象调用这2个方
    法。

    生产者与消费者问题

    等待唤醒机制其实就是经典的“生产者与消费者”的问题。

    线程池

    线程池思想概述

    如果并发的线程数量很多,并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了,这样频繁创建线程就会大大降低 系统的效率,因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。
    那么有没有一种办法使得线程可以复用,就是执行完一个任务,并不被销毁,而是可以继续执行其他的任务?
    在Java中可以通过线程池来达到这样的效果。今天我们就来详细讲解一下Java的线程池。

    线程池思想概述

    线程池:其实就是一个容纳多个线程的容器,其中的线程可以反复使用,省去了频繁创建线程对象的操作, 无需反复创建线程而消耗过多资源。
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    合理利用线程池能够带来三个好处:

  4. 降低资源消耗。减少了创建和销毁线程的次数,每个工作线程都可以被重复利用,可执行多个任务。

  5. 提高响应速度。当任务到达时,任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。
  6. 提高线程的可管理性。可以根据系统的承受能力,调整线程池中工作线线程的数目,防止因为消耗过多的内
    存,而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存,线程开的越多,消耗的内存也就越大,最后死机)。

    线程池的使用

    Java里面线程池的顶级接口是 java.util.concurrent.Executor ,但是严格意义上讲 Executor 并不是一个线程 池,而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是 java.util.concurrent.ExecutorService
    要配置一个线程池是比较复杂的,尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下,很有可能配置的线程池不是较优 的,因此在 java.util.concurrent.Executors 线程工厂类里面提供了一些静态工厂,生成一些常用的线程池。官 方建议使用Executors工程类来创建线程池对象。
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    基本上开发过程中runnable接口用得频繁

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接口execitor
获取到了一个线程池ExecutorService 对象,那么怎么使用呢,在这里定义了一个使用线程池对象的方法如下:
public Future submit(Runnable task) :获取线程池中的某一个线程对象,并执行
Future接口:用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用。
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类execitors
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) :返回线程池对象。(创建的是有界线 程池,也就是池中的线程个数可以指定最大数量
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