java線程緩存
packagetest;
importjava.util.concurrent.ExecutorService;
importjava.util.concurrent.Executors;
{
publicstaticvoidmain(String[]args){
=Executors.newCachedThreadPool();
for(inti=0;i<10;i++){
finalintindex=i;
try{
Thread.sleep(index*1000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
cachedThreadPool.execute(newRunnable(){
publicvoidrun(){
System.out.println(index);
}
});
}
}
}
線程池為無限大,當執行第二個任務時第一個任務已經完成,會復用執行第一個任務的線程,而不用每次新建線程。
Ⅱ java 多線程的應用程序(以後要添加到服務里),有沒有緩存的概念
可以在線程中返回你所有對象的單例。在線程中將你的對象聲明為static,然後建一個方法,如
public static getXX(){
if(XX==null)
{
XX=new XX();
}
return XX;//XX是你所要的對象
}
補充-------------
為什麼沒用? 那樣你可以在你的對象裡面同樣使用單例,然後把上邊的代碼中的new的部分改成調用單例方法的部分不就行了
Ⅲ java 程序中怎麼保證多線程的運行安全
2.1.讀一致性
Java 中針對上述「讀不安全」的問題提供了關鍵字 volatile 來解決問題,被 volatile 修飾的成員變數,在內容發生更改的時候,會通知所有線程去主內存更新最新的值,這樣就解決了讀不安全的問題,實現了讀一致性。
但是,讀一致性是無法解決寫一致性的,雖然能夠使得每個線程都能及時獲取到最新的值,但是1.1中的寫一致性問題還是會存在。
既然如此,Java 為啥還要提供 volatile 關鍵字呢?這並非多餘的存在,在某些場景下只需要讀一致性的話,這個關鍵字就能夠滿足需求而且性能相對還不錯,因為其他的能夠保證「讀寫」都一直的辦法,多多少少存在一些犧牲。
2.2.寫一致性
Java 提供了三種方式來保證讀寫一致性,分別是互斥鎖、自旋鎖、線程隔離。
2.2.1.互斥鎖
互斥鎖只是一個鎖概念,在其他場景也叫做獨占鎖、悲觀鎖等,其實就是一個意思。它是指線程之間是互斥的,某一個線程獲取了某個資源的鎖,那麼其他線程就只能睡眠等待。
在 Java 中互斥鎖的實現一般叫做同步線程鎖,關鍵字 synchronized,它鎖住的范圍是它修飾的作用域,鎖住的對象是:當前對象(對象鎖)或類的全部對象(類鎖)——鎖釋放前,其他線程必將阻塞,保證鎖住范圍內的操作是原子性的,而且讀取的數據不存在一致性問題。
對象鎖:當它修飾方法、代碼塊時,將會鎖住當前對象
類鎖:修飾類、靜態方法時,則是鎖住類的所有對象
注意:鎖住的永遠是對象,鎖住的范圍永遠是 synchronized 關鍵字後面的花括弧劃定的代碼域。
2.2.2.自旋鎖
自旋鎖也只是一個鎖概念,在其他場景也叫做樂觀鎖等。
自旋鎖本質上是不加鎖,而是通過對比舊數據來決定是否更新:
Ⅳ java線程池怎麼實現
要想理解清楚java線程池實現原理,明白下面幾個問題就可以了:
(1):線程池存在哪些狀態,這些狀態之間是如何進行切換的呢?
(2):線程池的種類有哪些?
(3):創建線程池需要哪些參數,這些參數的具體含義是什麼?
(4):將任務添加到線程池之後運行流程?
(5):線程池是怎麼做到重用線程的呢?
(6):線程池的關閉
首先回答第一個問題:線程池存在哪些狀態;
查看ThreadPoolExecutor源碼便知曉:
[java]view plain
//runStateisstoredinthehigh-orderbits
privatestaticfinalintRUNNING=-1<<COUNT_BITS;
privatestaticfinalintSHUTDOWN=0<<COUNT_BITS;
privatestaticfinalintSTOP=1<<COUNT_BITS;
privatestaticfinalintTIDYING=2<<COUNT_BITS;
=3<<COUNT_BITS;
*RUNNING->SHUTDOWN
*Oninvocationofshutdown(),perhapsimplicitlyinfinalize()
*(RUNNINGorSHUTDOWN)->STOP
*OninvocationofshutdownNow()
*SHUTDOWN->TIDYING
*Whenbothqueueandpoolareempty
*STOP->TIDYING
*Whenpoolisempty
*TIDYING->TERMINATED
*Whentheterminated()hookmethodhascompleted
publicThreadPoolExecutor(intcorePoolSize,
intmaximumPoolSize,
longkeepAliveTime,
TimeUnitunit,
BlockingQueue<Runnable>workQueue,
ThreadFactorythreadFactory,
)
if(wc>=CAPACITY||
wc>=(core?corePoolSize:maximumPoolSize))
returnfalse;
privatefinalclassWorker
implementsRunnable
Worker(RunnablefirstTask){
setState(-1);//
this.firstTask=firstTask;
this.thread=getThreadFactory().newThread(this);
}
public<T>Future<T>submit(Callable<T>task){
if(task==null)thrownewNullPointerException();
RunnableFuture<T>ftask=newTaskFor(task);
execute(ftask);
returnftask;
}
存在5種狀態:
<1>Running:可以接受新任務,同時也可以處理阻塞隊列裡面的任務;
<2>Shutdown:不可以接受新任務,但是可以處理阻塞隊列裡面的任務;
<3>Stop:不可以接受新任務,也不處理阻塞隊列裡面的任務,同時還中斷正在處理的任務;
<4>Tidying:屬於過渡階段,在這個階段表示所有的任務已經執行結束了,當前線程池中是不存在有效的線程的,並且將要調用terminated方法;
<5>Terminated:終止狀態,這個狀態是在調用完terminated方法之後所處的狀態;
那麼這5種狀態之間是如何進行轉換的呢?查看ThreadPoolExecutor源碼裡面的注釋便可以知道啦:
[java]view plain
從上面可以看到,在調用shutdown方法的時候,線程池狀態會從Running轉換成Shutdown;在調用shutdownNow方法的時候,線程池狀態會從Running/Shutdown轉換成Stop;在阻塞隊列為空同時線程池為空的情況下,線程池狀態會從Shutdown轉換成Tidying;在線程池為空的情況下,線程池狀態會從Stop轉換成Tidying;當調用terminated方法之後,線程池狀態會從Tidying轉換成Terminate;
在明白了線程池的各個狀態以及狀態之間是怎麼進行切換之後,我們來看看第二個問題,線程池的種類:
(1):CachedThreadPool:緩存線程池,該類線程池中線程的數量是不確定的,理論上可以達到Integer.MAX_VALUE個,這種線程池中的線程都是非核心線程,既然是非核心線程,那麼就存在超時淘汰機制了,當裡面的某個線程空閑時間超過了設定的超時時間的話,就會回收掉該線程;
(2):FixedThreadPool:固定線程池,這類線程池中是只存在核心線程的,對於核心線程來說,如果我們不設置allowCoreThreadTimeOut屬性的話是不存在超時淘汰機制的,這類線程池中的corePoolSize的大小是等於maximumPoolSize大小的,也就是說,如果線程池中的線程都處於活動狀態的話,如果有新任務到來,他是不會開辟新的工作線程來處理這些任務的,只能將這些任務放到阻塞隊列裡面進行等到,直到有核心線程空閑為止;
(3):ScheledThreadPool:任務線程池,這種線程池中核心線程的數量是固定的,而對於非核心線程的數量是不限制的,同時對於非核心線程是存在超時淘汰機制的,主要適用於執行定時任務或者周期性任務的場景;
(4):SingleThreadPool:單一線程池,線程池裡面只有一個線程,同時也不存在非核心線程,感覺像是FixedThreadPool的特殊版本,他主要用於確保任務在同一線程中的順序執行,有點類似於進行同步吧;
接下來我們來看第三個問題,創建線程池需要哪些參數:
同樣查看ThreadPoolExecutor源碼,查看創建線程池的構造函數:
[java]view plain
不管你調用的是ThreadPoolExecutor的哪個構造函數,最終都會執行到這個構造函數的,這個構造函數有7個參數,正是由於對這7個參數值的賦值不同,造成生成不同類型的線程池,比如我們常見的CachedThreadPoolExecutor、FixedThreadPoolExecutor
SingleThreadPoolExecutor、ScheledThreadPoolExecutor,我們老看看這幾個參數的具體含義:
<1>corePoolSize:線程池中核心線程的數量;當提交一個任務到線程池的時候,線程池會創建一個線程來執行執行任務,即使有其他空閑的線程存在,直到線程數達到corePoolSize時不再創建,這時候會把提交的新任務放入到阻塞隊列中,如果調用了線程池的preStartAllCoreThreads方法,則會在創建線程池的時候初始化出來核心線程;
<2>maximumPoolSize:線程池允許創建的最大線程數;如果阻塞隊列已經滿了,同時已經創建的線程數小於最大線程數的話,那麼會創建新的線程來處理阻塞隊列中的任務;
<3>keepAliveTime:線程活動保持時間,指的是工作線程空閑之後繼續存活的時間,默認情況下,這個參數只有線程數大於corePoolSize的時候才會起作用,即當線程池中的線程數目大於corePoolSize的時候,如果某一個線程的空閑時間達到keepAliveTime,那麼這個線程是會被終止的,直到線程池中的線程數目不大於corePoolSize;如果調用allowCoreThreadTimeOut的話,在線程池中線程數量不大於corePoolSize的時候,keepAliveTime參數也可以起作用的,知道線程數目為0為止;
<4>unit:參數keepAliveTime的時間單位;
<5>workQueue:阻塞隊列;用於存儲等待執行的任務,有四種阻塞隊列類型,ArrayBlockingQueue(基於數組的有界阻塞隊列)、LinkedBlockingQueue(基於鏈表結構的阻塞隊列)、SynchronousQueue(不存儲元素的阻塞隊列)、PriorityBlockingQueue(具有優先順序的阻塞隊列);
<6>threadFactory:用於創建線程的線程工廠;
<7>handler:當阻塞隊列滿了,且沒有空閑線程的情況下,也就是說這個時候,線程池中的線程數目已經達到了最大線程數量,處於飽和狀態,那麼必須採取一種策略來處理新提交的任務,我們可以自己定義處理策略,也可以使用系統已經提供給我們的策略,先來看看系統為我們提供的4種策略,AbortPolicy(直接拋出異常)、CallerRunsPolicy(只有調用者所在的線程來運行任務)、DiscardOldestPolicy(丟棄阻塞隊列中最近的一個任務,並執行當前任務)、Discard(直接丟棄);
接下來就是將任務添加到線程池之後的運行流程了;
我們可以調用submit或者execute方法,兩者最大的區別在於,調用submit方法的話,我們可以傳入一個實現Callable介面的對象,進而能在當前任務執行結束之後通過Future對象獲得任務的返回值,submit內部實際上還是執行的execute方法;而調用execute方法的話,是不能獲得任務執行結束之後的返回值的;此外,調用submit方法的話是可以拋出異常的,但是調用execute方法的話,異常在其內部得到了消化,也就是說異常在其內部得到了處理,不會向外傳遞的;
因為submit方法最終也是會執行execute方法的,因此我們只需要了解execute方法就可以了:
在execute方法內部會分三種情況來進行處理:
<1>:首先判斷當前線程池中的線程數量是否小於corePoolSize,如果小於的話,則直接通過addWorker方法創建一個新的Worker對象來執行我們當前的任務;
<2>:如果說當前線程池中的線程數量大於corePoolSize的話,那麼會嘗試將當前任務添加到阻塞隊列中,然後第二次檢查線程池的狀態,如果線程池不在Running狀態的話,會將剛剛添加到阻塞隊列中的任務移出,同時拒絕當前任務請求;如果第二次檢查發現當前線程池處於Running狀態的話,那麼會查看當前線程池中的工作線程數量是否為0,如果為0的話,就會通過addWorker方法創建一個Worker對象出來處理阻塞隊列中的任務;
<3>:如果原先線程池就不處於Running狀態或者我們剛剛將當前任務添加到阻塞隊列的時候出現錯誤的話,那麼會去嘗試通過addWorker創建新的Worker來處理當前任務,如果添加失敗的話,則拒絕當前任務請求;
可以看到在上面的execute方法中,我們僅僅只是檢查了當前線程池中的線程數量有沒有超過corePoolSize的情況,那麼當前線程池中的線程數量有沒有超過maximumPoolSize是在哪裡檢測的呢?實際上是在addWorker方法裡面了,我們可以看下addWorker裡面的一段代碼:
[java]view plain
如果當前線程數量超過maximumPoolSize的話,直接就會調用return方法,返回false;
其實到這里我們很明顯可以知道,一個線程池中線程的數量實際上就是這個線程池中Worker的數量,如果Worker的大小超過了corePoolSize,那麼任務都在阻塞隊列裡面了,Worker是Java對我們任務的一個封裝類,他的聲明是醬紫的:
[java]view plain
可以看到他實現了Runnable介面,他是在addWorker方法裡面通過new Worker(firstTask)創建的,我們來看看他的構造函數就知道了:
[java]view plain
而這里的firstTask其實就是我們調用execute或者submit的時候傳入的那個參數罷了,一般來說這些參數是實現Callable或者Runnable介面的;
在通過addWorker方法創建出來Worker對象之後,這個方法的最後會執行Worker內部thread屬性的start方法,而這個thread屬性實際上就是封裝了Worker的Thread,執行他的start方法實際上執行的是Worker的run方法,因為Worker是實現了Runnable介面的,在run方法裡面就會執行runWorker方法,而runWorker方法裡面首先會判斷當前我們傳入的任務是否為空,不為空的話直接就會執行我們通過execute或者submit方法提交的任務啦,注意一點就是我們雖然會通過submit方法提交實現了Callable介面的對象,但是在調用submit方法的時候,其實是會將Callable對象封裝成實現了Runnable介面對象的,不信我們看看submit方法源碼是怎麼實現的:
[java]view plain
看到沒有呢,實際上在你傳入實現了Callable介面對象的時候,在submit方法裡面是會將其封裝成RunnableFuture對象的,而RunnableFuture介面是繼承了Runnable介面的;那麼說白了其實就是直接執行我們提交任務的run方法了;如果為空的話,則會通過getTask方法從阻塞隊列裡面拿出一個任務去執行;在任務執行結束之後繼續從阻塞隊列裡面拿任務,直到getTask的返回值為空則退出runWorker內部循環,那麼什麼情況下getTask返回為空呢?查看getTask方法的源碼注釋可以知道:在Worker必須需要退出的情況下getTask會返回空,具體什麼情況下Worker會退出呢?(1):當Worker的數量超過maximumPoolSize的時候;(2):當線程池狀態為Stop的時候;(3):當線程池狀態為Shutdown並且阻塞隊列為空的時候;(4):使用等待超時時間從阻塞隊列中拿數據,但是超時之後仍然沒有拿到數據;
如果runWorker方法退出了它裡面的循環,那麼就說明當前阻塞隊列裡面是沒有任務可以執行的了,你可以看到在runWorker方法內部的finally語句塊中執行了processWorkerExit方法,用來對Worker對象進行回收操作,這個方法會傳入一個參數表示需要刪除的Worker對象;在進行Worker回收的時候會調用tryTerminate方法來嘗試關閉線程池,在tryTerminate方法裡面會檢查是否有Worker在工作,檢查線程池的狀態,沒問題的話就會將當前線程池的狀態過渡到Tidying,之後調用terminated方法,將線程池狀態更新到Terminated;
從上面的分析中,我們可以看出線程池運行的4個階段:
(1):poolSize < corePoolSize,則直接創建新的線程(核心線程)來執行當前提交的任務;
(2):poolSize = corePoolSize,並且此時阻塞隊列沒有滿,那麼會將當前任務添加到阻塞隊列中,如果此時存在工作線程(非核心線程)的話,那麼會由工作線程來處理該阻塞隊列中的任務,如果此時工作線程數量為0的話,那麼會創建一個工作線程(非核心線程)出來;
(3):poolSize = corePoolSize,並且此時阻塞隊列已經滿了,那麼會直接創建新的工作線程(非核心線程)來處理阻塞隊列中的任務;
(4):poolSize = maximumPoolSize,並且此時阻塞隊列也滿了的話,那麼會觸發拒絕機制,具體決絕策略採用的是什麼就要看我們創建ThreadPoolExecutor的時候傳入的RejectExecutionHandler參數了;
接下來就是線程池是怎麼做到重用線程的呢?
個人認為線程池裡面重用線程的工作是在getTask裡面實現的,在getTask裡面是存在兩個for死循環嵌套的,他會不斷的從阻塞對列裡面取出需要執行的任務,返回給我們的runWorker方法裡面,而在runWorker方法裡面只要getTask返回的任務不是空就會執行該任務的run方法來處理它,這樣一直執行下去,直到getTask返回空為止,此時的情況就是阻塞隊列裡面沒有任務了,這樣一個線程處理完一個任務之後接著再處理阻塞隊列中的另一個任務,當然在線程池中的不同線程是可以並發處理阻塞隊列中的任務的,最後在阻塞隊列內部不存在任務的時候會去判斷是否需要回收Worker對象,其實Worker對象的個數就是線程池中線程的個數,至於什麼情況才需要回收,上面已經說了,就是四種情況了;
最後就是線程池是怎樣被關閉的呢?
涉及到線程池的關閉,需要用到兩個方法,shutdown和shutdownNow,他們都是位於ThreadPoolExecutor裡面的,對於shutdown的話,他會將線程池狀態切換成Shutdown,此時是不會影響對阻塞隊列中任務執行的,但是會拒絕執行新加進來的任務,同時會回收閑置的Worker;而shutdownNow方法會將線程池狀態切換成Stop,此時既不會再去處理阻塞隊列裡面的任務,也不會去處理新加進來的任務,同時會回收所有Worker;
Ⅳ java開發中幾種常見的線程池
一:newCachedThreadPool
(1)緩存型池子,先查看池中有沒有以前建立的線程,如果有,就reuse,如果沒有,就建立一個新的線程加入池中;
(2)緩存型池子,通常用於執行一些生存周期很短的非同步型任務;因此一些面向連接的daemon型server中用得不多;
(3)能reuse的線程,必須是timeout
IDLE內的池中線程,預設timeout是60s,超過這個IDLE時長,線程實例將被終止及移出池。
(4)注意,放入CachedThreadPool的線程不必擔心其結束,超過TIMEOUT不活動,其會自動被終止
二:newFixedThreadPool
(1)newFixedThreadPool與cacheThreadPool差不多,也是能reuse就用,但不能隨時建新的線程
(2)其獨特之處:任意時間點,最多隻能有固定數目的活動線程存在,此時如果有新的線程要建立,只能放在另外的隊列中等待,直到當前的線程中某個線程終止直接被移出池子
(3)和cacheThreadPool不同,FixedThreadPool沒有IDLE機制(可能也有,但既然文檔沒提,肯定非常長,類似依賴上層的TCP或UDP
IDLE機制之類的),所以FixedThreadPool多數針對一些很穩定很固定的正規並發線程,多用於伺服器
(4)從方法的源代碼看,cache池和fixed
池調用的是同一個底層池,只不過參數不同:
fixed池線程數固定,並且是0秒IDLE(無IDLE)
cache池線程數支持0-Integer.MAX_VALUE(顯然完全沒考慮主機的資源承受能力),60秒IDLE
三:ScheledThreadPool
(1)調度型線程池
(2)這個池子里的線程可以按schele依次delay執行,或周期執行
四:SingleThreadExecutor
(1)單例線程,任意時間池中只能有一個線程
(2)用的是和cache池和fixed池相同的底層池,但線程數目是1-1,0秒IDLE(無IDLE)
Ⅵ java 多線程怎麼深入
並發與並行
並行,表示兩個線程同時做事情。
並發,表示一會做這個事情,一會做另一個事情,存在著調度。單核 CPU 不可能存在並行(微觀上)。
image
以上就是原生線程池創建的核心原理。除了原生線程池之外並發包還提供了簡單的創建方式,上面也說了它們是對原生線程池的一種包裝,可以讓開發者簡單快捷的創建所需要的線程池。
Executors
newSingleThreadExecutor
創建一個線程的線程池,在這個線程池中始終只有一個線程存在。如果線程池中的線程因為異常問題退出,那麼會有一個新的線程來替代它。此線程池保證所有任務的執行順序按照任務的提交順序執行。
newFixedThreadPool
創建固定大小的線程池。每次提交一個任務就創建一個線程,直到線程達到線程池的最大大小。線程池的大小一旦達到最大值就會保持不變,如果某個線程因為執行異常而結束,那麼線程池會補充一個新線程。
newCachedThreadPool
可根據實際情況,調整線程數量的線程池,線程池中的線程數量不確定,如果有空閑線程會優先選擇空閑線程,如果沒有空閑線程並且此時有任務提交會創建新的線程。在正常開發中並不推薦這個線程池,因為在極端情況下,會因為 newCachedThreadPool 創建過多線程而耗盡 CPU 和內存資源。
newScheledThreadPool
此線程池可以指定固定數量的線程來周期性的去執行。比如通過 scheleAtFixedRate 或者 scheleWithFixedDelay 來指定周期時間。
PS:另外在寫定時任務時(如果不用 Quartz 框架),最好採用這種線程池來做,因為它可以保證裡面始終是存在活的線程的。
推薦使用 ThreadPoolExecutor 方式
在阿里的 Java 開發手冊時有一條是不推薦使用 Executors 去創建,而是推薦去使用 ThreadPoolExecutor 來創建線程池。
這樣做的目的主要原因是:使用 Executors 創建線程池不會傳入核心參數,而是採用的默認值,這樣的話我們往往會忽略掉裡面參數的含義,如果業務場景要求比較苛刻的話,存在資源耗盡的風險;另外採用 ThreadPoolExecutor 的方式可以讓我們更加清楚地了解線程池的運行規則,不管是面試還是對技術成長都有莫大的好處。
改了變數,其他線程可以立即知道。保證可見性的方法有以下幾種:
volatile
加入 volatile 關鍵字的變數在進行匯編時會多出一個 lock 前綴指令,這個前綴指令相當於一個內存屏障,內存屏障可以保證內存操作的順序。當聲明為 volatile 的變數進行寫操作時,那麼這個變數需要將數據寫到主內存中。
由於處理器會實現緩存一致性協議,所以寫到主內存後會導致其他處理器的緩存無效,也就是線程工作內存無效,需要從主內存中重新刷新數據。
Ⅶ 【Java基礎】線程池的原理是什麼
什麼是線程池?
總歸為:池化技術 ---》資料庫連接池 緩存架構 緩存池 線程池 內存池,連接池,這種思想演變成緩存架構技術---> JDK設計思想有千絲萬縷的聯系
首先我們從最核心的ThreadPoolExecutor類中的方法講起,然後再講述它的實現原理,接著給出了它的使用示例,最後討論了一下如何合理配置線程池的大小。
Java 中的 ThreadPoolExecutor 類
java.uitl.concurrent.ThreadPoolExecutor 類是線程池中最核心的一個類,因此如果要透徹地了解Java 中的線程池,必須先了解這個類。下面我們來看一下 ThreadPoolExecutor 類的具體實現源碼。
在 ThreadPoolExecutor 類中提供了四個構造方法:
Ⅷ java 線程什麼時候會從主內存刷新本地緩存
你的4個變數一旦聲明會自動在內存中創建。
jvm也沒有你說的緩存,高速緩存這些東西,全部放在堆內存中。
堆內存中的東西在GC的時候會移動
Ⅸ java如何實現線程安全的緩存
簡單來說就是多線程的時候,多線程同時修改同一個類的時候,由於訪問順序隨機導致類功能出錯,至於線程安全類設計方法很多的,Java可以用synchronize標識類,只允許一個線程在同一時間訪問它,選擇線程安全的數據類型例如ArrayList,數組是不安全的,你可以多去網路查!