Java并发编程与JUC工具包详解-CSDN博客

1.JUC

JUC就是java.util .concurrent工具包的简称。这是一个处理线程的工具包，JDK 1.5开始出现的。

2.线程和进程

进程是操作系统分配资源的单位，线程是调度的基本单位，线程之间共享进程资源。

一个进程往往包含多个进程，至少包含一个

java默认包含2个线程，main和GC

java不可以自己开启线程，只能通过本地方法调用c来执行

对于java来说，线程就是一个单独的的资源类，没有任何附属的操作，只有属性和方法

并行和并发

并发（多线程操作同一个资源）

CPU一核或者少于线程数量，模拟出多条线程，不断的上下文切换

并发（多个人一起走）

多核，多线程可以同时执行

并发编程的本质：充分利用CPU的资源

线程有多少种状态

1.新创建 new
2.运行时 runnable
3.阻塞 blocked
4.等待 waiting（一直等待）
5.超时等待 timed_waiting（过时就不等待）
6.终止 Terminated

wait和sleep区别

1.来自不同类

wait=>Object
sleep=>Thread

2.关于锁的释放

wait：会释放锁
sleep：不会释放锁

3.使用范围

wait：必须在同步代码块，同步方法中
sleep：可以在任何地方

4.捕获异常

wait：不需要捕获异常
sleep：需要捕获异常

3.Lock锁（重点）

传统synchronized

synchronized本质就是队列、锁

    @Test
    void test1(){
        Ticket ticket = new Ticket();
        new Thread(()->{ for (int i = 1; i < 40; i++) ticket.sale(); },"A").start();
        new Thread(()->{ for (int i = 1; i < 40; i++) ticket.sale(); },"B").start();
        new Thread(()->{ for (int i = 1; i < 40; i++) ticket.sale(); },"C").start();
    }

}

class Ticket{
    private int num=30;

    public synchronized void sale() {
            //业务代码
            if (num>0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了"+(num--)+"票，剩余："+num);
            }
    }
}

Lock接口

加锁：lock()；
解锁：unlock()；

Lock接口有三个实现类

可重入锁 ReetrantLock()
读锁 ReentrantReadWriteLock.ReadLock()
写锁 ReentrantReadWriteLock.WriteLock()

可重入锁又分为两种

公平锁：十分公平，先来后到
非公平锁：十分不公平，可以插队（默认）


    @Test
    void test1(){
        Ticket ticket = new Ticket();
        new Thread(()->{ for (int i = 1; i < 40; i++) ticket.sale(); },"A").start();
        new Thread(()->{ for (int i = 1; i < 40; i++) ticket.sale(); },"B").start();
        new Thread(()->{ for (int i = 1; i < 40; i++) ticket.sale(); },"C").start();
    }

}

class Ticket{
    private int num=30;

    Lock lock=new ReentrantLock();

    public void sale() {
        lock.lock(); //加锁
        try {
            //业务代码
            if (num>0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了"+(num--)+"票，剩余："+num);
            }
        } catch (Exception exception) {
            exception.printStackTrace();
        }finally {
            lock.unlock();//解锁
        }
    }
}

Synchronized和Lock的区别

1.Synchronized是内置的关键字；Lock是类
2.Synchronized使用在少量代码同步问题；Lock使用在大量代码同步问题
3.Synchronized 可重入锁，不可中断，非公平的；Lock 可重入锁可中断lockInterruptibly()
可以是非公平锁也可以是公平锁
4.Synchronized 线程A获得锁，线程B等待;线程A阻塞，线程B一直等待；Lock可以使用tryLock()获取锁，不同一定等待下去
5.Synchronized无法获取锁的状态，Lock可以判断是否获取到了锁
6.Synchronized是自动获取锁的和释放锁；Lock是手动获取锁并必须手动释放锁，不然会出现死锁

4.生产者和消费者问题

线程之间的通信问题：生产者和消费者

面试：单例模式、排序算法、生产者和消费者

生产者和消费者问题 synchronized版

/**
 * 线程之间的通信问题：生产者和消费者  等待唤醒 通知唤醒
 */
public class A {
    public static void main(String[] args) {
        Data data = new Data();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"A").start();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.decrement();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"B").start();
     } 
}

class Data{
    private int num=0;

    public synchronized void increment() throws InterruptedException {
        if (num!=0){
            //等待
            this.wait();
        }
        num++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+num);
        //通知其他线程 +1完毕
        this.notifyAll();
    }

    public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
        if (num==0){
            //等待
            this.wait();
        }
        num--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+num);
        //通知其他线程 -1完毕
        this.notifyAll();
    }
}

问题存在，A,B,C,D四个线程！会引起虚假唤醒

解决方案 if改为 while

public class A {
    public static void main(String[] args) {
        Data data = new Data();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"A").start();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.decrement();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"B").start();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"C").start();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.decrement();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"D").start();
    }
}

class Data{
    private int num=0;

    public synchronized void increment() throws InterruptedException {
        while (num!=0){
            //等待
            this.wait();
        }
        num++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+num);
        //通知其他线程 +1完毕
        this.notifyAll();
    }

    public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
        while (num==0){
            //等待
            this.wait();
        }
        num--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+num);
        //通知其他线程 -1完毕
        this.notifyAll();
    }
}

JUC的生产者和消费者问题

public class A {
    public static void main(String[] args) {
        Data data = new Data();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"A").start();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.decrement();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"B").start();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"C").start();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.decrement();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"D").start();
    }
}

class Data{
    private int num=0;

    Lock lock=new ReentrantLock();

    Condition condition = lock.newCondition();

    public  void increment() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            //业务代码
            while (num!=0){
                //等待
               condition.await();
            }
            num++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+num);
            //唤醒
            condition.signalAll();
        } catch (Exception exception) {
            exception.printStackTrace();
        }finally {
            lock.unlock();
        }

    }

    public void decrement() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (num==0){
                //等待
                condition.await();
            }
            num--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+num);
            //通知其他线程 -1完毕
            condition.signalAll();
        } catch (Exception exception) {
            exception.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

Condition可以精准的通知和唤醒线程

public class C {
    public static void main(String[] args) {
        Data3 data = new Data3();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                data.printA();
            }},"A").start();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                data.printB();
            }},"B").start();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
            data.printC();
        }},"C").start();


    }
}

class Data3{
    Lock lock=new ReentrantLock();
    Condition condition1=lock.newCondition();
    Condition condition2=lock.newCondition();
    Condition condition3=lock.newCondition();
    private int num=1;

    public void printA(){
        lock.lock();
        try {
            //业务 判断 执行 通知
            while (num!=1){
                condition1.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>AAAAAA");
            num=2;
            //唤醒B
            condition2.signal();
        } catch (Exception exception) {
            exception.printStackTrace();
        }finally {
            lock.unlock();
        }

    }

    public void printB(){
        lock.lock();
        try {
            while (num!=2){
                condition2.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>BBBBBB");
            num=3;
            //唤醒C
            condition3.signal();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void printC(){
        lock.lock();
        try {
            while (num!=3){
                condition3.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>CCCCCCC");
            num=1;
            //唤醒C
            condition1.signal();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

5.锁

如何判断锁是谁的！永远知道什么锁，锁到底锁什么

锁对象和Class

class Phone{
    //Synchronized锁的对象是这个方法的调用者
    //两个方法同时用的是一把锁，谁先拿到谁执行
    public synchronized void sendSms(){
        System.out.println("sndSms");
    }
    public synchronized void call(){
        System.out.println("call");
    }
}

static 修饰时候是锁Class，Class模板只有一个

new一个实例的时候是锁一个具体实例

6.集合类不安全

List不安全

/**
 * java.util.ConcurrentModificationException 并发修改异常
 */
public class ListTest {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 并发下ArrayList不安全
         *
         * 解决方案：
         * 1. List<String> list=new Vector<>();
         * 2. List<String> list= Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
         * 3. List<String> list= new CopyOnWriteArrayList<>();
         */

        /**
         * CopyOrWriteArrayList写入时复制 COW 计算机程序设计领域的一个优化策略
         * 多个线程调用的时候。读的时候不会上锁，不会阻塞，看的还是原来数据，当有线程要修改数据的时候就会复制一个新的副本，在副本中进行操作，更改完后替换原来的数据
         * 是为了在写入的时候避免造成数据上覆盖的问题
         * 读写分离
         *
         * CopyOrWriteArrayList 比 Vector好在哪？
         *
         * CopyOrWriteArrayList 底层使用的是lock锁
         * Vector使用的是Synchronized锁，效率低下
         */
        List<String> list= new CopyOnWriteArrayList<>();
        List<String> list1= Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
               list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

 /**
     * 并发下ArrayList不安全
     *
     * 解决方案：
     * 1. List<String> list=new Vector<>();
     * 2. List<String> list= Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
     * 3. List<String> list= new CopyOnWriteArrayList<>();
     */

    /**
     * CopyOrWriteArrayList写入时复制 COW 计算机程序设计领域的一个优化策略
     * 多个线程调用的时候。读的时候不会上锁，不会阻塞，看的还是原来数据，当有线程要修改数据的时候就会复制一个新的副本，在副本中进行操作，更改完后替换原来的数据
     * 是为了在写入的时候避免造成数据上覆盖的问题
     * 读写分离
     *
     * CopyOrWriteArrayList 比 Vector好在哪？
     *
     * CopyOrWriteArrayList 底层使用的是lock锁
     * Vector使用的是Synchronized锁，效率低下
     */

Set不安全

/**
 * 同理可证 java.util.ConcurrentModificationException
 *
 * 解决方案
 * 1.Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
 * 2.Set<String> set =new CopyOnWriteArraySet<>();
 */
public class SetTest {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set =new CopyOnWriteArraySet<>();
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(()->{
                set.add((UUID.randomUUID().toString().substring(0,5)));
                System.out.println(set);
            },String.valueOf(i)).start();

        }
    }
}

hashSet底层原理

Map不安全

/**
 *
 * 同理可证 java.util.ConcurrentModificationException
 *
 * hashmap默认等价于new HashMap(16,0.75)
 *解决方案
 * 1.  Map<String,String> map =new ConcurrentHashMap<>();
 * 2. Map<String,String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());
 */
public class MapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(()->{
                map.put(Thread.currentThread().getName(), UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(map);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

7.Callable

1.可以有返回值
2.可以抛出异常
3.方法不同，run()/call()

   public class CallableTest {
        public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
    //        new Thread(new Runnable()).start();
            //new Thread(new FutureTask<V>()).start();
            //new Thread(new FutureTask<V>(Callable)).start();
            MyThread myThread=new MyThread();
            FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(myThread);//适配类
            new Thread(task,"A").start();
            new Thread(task,"B").start();//结果会被缓存
            Integer integer = task.get();//获取返回结果 这个方法可能会产生阻塞，所以一般放在最后或者使用异步通信
            System.out.println(integer);
        }
    }

    class MyThread implements Callable<Integer>{

        @Override
        public Integer call() throws Exception {
            int num=1;
            System.out.println(num+"==>");
            return num;
        }
    }

细节：
1.有缓存
2.结果可能需要等待，会阻塞

8.常用辅助类（必会）

8.1 CountDownLatch

减法计数器

//减法计数器
public class CountDownLatchDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //必须要执行任务的时候，再使用
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);//数量为6
        for (int i = 1; i <=6; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"out");
                countDownLatch.countDown();//数量减1
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        countDownLatch.await();//等待计数器为0，才继续向下执行
        System.out.println("close door");

    }
}

原理:
countDownLatch.countDown();//数量减1
countDownLatch.await();//等待计数器为0，才继续向下执行
每次有线程调用countDownLatch.countDown()数量减1，假设计数器变为0， countDownLatch.await();就会被唤醒继续向下执行

8.2 CyclicBarrier

加法计数器

public class CyclicBarrierDemo {
    public static void main(String[] args) {
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7,()->{
            System.out.println("召唤神龙成功");});
        for (int i = 1; i <=7; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"龙珠召唤");
                try {
                    cyclicBarrier.await();//等待
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            },String.valueOf(i)).start();

        }
    }
}

8.3 Semaphore信号量

public class SemaphoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //线程数量：停车位 限流有秩序
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

        for (int i = 1; i <=6 ; i++) {
            new Thread(()->{
                try {
                    semaphore.acquire();//得到
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到了车位");
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"离开车位");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally {
                    semaphore.release();//释放
                }

            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

原理：
semaphore.acquire(); 获得，如果已经满了信号量-1，等待，等待给释放
semaphore.release();释放，会将当前的信号量+1，然后唤醒等待的线程

作用：多个共享资源互斥使用！并发限流，控制最大的线程数

9.读写锁

ReadWriteLock


/**
 * 独占锁(写锁)  一次只能被一个线程占有
 * 共享锁(读锁)  多线程可以同时占有
 * ReadWriteLock
 * 读-读 可以共存
 * 读-写 不能共存
 * 写-写 不能共存
 */
public class ReadWriteLockDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyCacheLock myCache = new MyCacheLock();
        for (int i = 1; i <10 ; i++) {
            final int temp=i;
            new Thread(()->{
                myCache.put(temp+"",temp+"");
            },String.valueOf(i)).start();
        }

        for (int i = 1; i <10 ; i++) {
            final int temp=i;
            new Thread(()->{
                myCache.get(temp+"");
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

class MyCache{
    private volatile Map<String,Object> map=new HashMap<>();

    //存、写
    public void put(String  key,Object value){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入"+key);
        map.put(key,value);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入OK");
    }

    //读
    public void get(String key){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取"+key);
        map.get(key);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取OK");
    }
}

class MyCacheLock{
    private volatile Map<String,Object> map=new HashMap<>();
    private ReentrantReadWriteLock readWriteLock=new ReentrantReadWriteLock();
    //存、写
    public void put(String  key,Object value){
        readWriteLock.writeLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入"+key);
            map.put(key,value);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入OK");
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.writeLock().unlock();
        }

    }

    //读
    public void get(String key){
        readWriteLock.writeLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取"+key);
            map.get(key);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取OK");
        } catch (Exception exception) {
            exception.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.writeLock().unlock();
        }
    }


}

10.阻塞队列

BlockingQueue

什么情况下会使用到阻塞队列

1.多线程并发情况
2.线程池

方式	抛出异常	有返回值,不抛出异常	阻塞等待	超时等待
添加	add	offer	put	offer( ，，)
移除	remove	poll	take	poll( ，)
判断队首元素	element	peek	–	–

    /**
     * 抛出异常
     */
    public static void test1(){
        //队列大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        blockingQueue.add("a");
        blockingQueue.add("b");
        blockingQueue.add("c");
        //Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: Queue full
//        blockingQueue.add("d");
        blockingQueue.remove();
        blockingQueue.remove();
        blockingQueue.remove();
        // java.util.NoSuchElementException
//        blockingQueue.remove();
    }

    /**
     * 有返回值，不抛出异常
     */
    public static void test2(){
        ArrayBlockingQueue<Object> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        System.out.println(blockingQueue.offer("a"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("c"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("d"));//不抛出异常 返回false

        System.out.println("==============");

        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());//不抛出异常 返回null
    }

    /**
     * 等待 阻塞 一直阻塞
     */
    public static void test3() throws InterruptedException {
        ArrayBlockingQueue<Object> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        //一直阻塞
        blockingQueue.put("a");
        blockingQueue.put("b");
        blockingQueue.put("c");
        blockingQueue.put("d");//一直等待阻塞

        blockingQueue.take();
        blockingQueue.take();
        blockingQueue.take();
        blockingQueue.take();//一直阻塞

    }

    /**
     * 等待 阻塞 超时等待
     */

    public static void test4() throws InterruptedException {
        ArrayBlockingQueue<Object> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        System.out.println(blockingQueue.offer("a"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("c"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("d",2, TimeUnit.SECONDS));//等待超过2秒退出

        System.out.println("==============");

        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll(2,TimeUnit.SECONDS));//等待超过2秒退出
    }

SynchronousQueue同步队列

没有容量

进去一个元素，必须等待取出来之后，才能往里面放一个元素

put、take


/**
 * 同步列队
 * 和其他的BlockQueue不一样，SynchronousQueue不存储元素
 * put了一个元素，就必须take取出来，否则不能直接put进去
 */
public class SynchronousQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SynchronousQueue<String> queue = new SynchronousQueue<>();

        new Thread(()->{
            try {
                queue.put("a");
                queue.put("b");
                queue.put("c");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        },"T1").start();

        new Thread(()->{
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+queue.take());
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+queue.take());
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+queue.take());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        },"T2").start();
    }
}

11.线程池（重点）

线程池：三大方法、7大参数、4种拒绝策略

池化技术

程序运行，本质：占用系统资源！优化资源使用=》池化技术

线程池，连接池，内存池，对象池…

池化技术：事先准备好资源，有人要用，就来这里拿，拿完归还

线程池的好处：

1.降低资源消耗

2.提高响应速度

3.方便管理

线程复用、可以控制最大并发数、管理线程

线程池：三大方法

/**
 * 使用线程池之后就用线程池来创建线程
 */
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();//单线程
        ExecutorService threadPool1 = Executors.newFixedThreadPool(5);//创建一个固定大小的线程池
        ExecutorService threadPool2 = Executors.newCachedThreadPool();//可伸缩，遇强则强，遇弱则弱

        try {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                threadPool2.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ok");
                });
            }
        } catch (Exception exception) {
            exception.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭线程池
            threadPool2.shutdown();
        }
    }
}

7大参数

源码分析

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    }

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

本质使用：ThreadPoolExecutor

    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,//核心线程池大小
                              int maximumPoolSize,//最大核心线程池大小
                              long keepAliveTime,//超时了没有人调用就会释放
                              TimeUnit unit,//超时单位
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,//阻塞队列
                              ThreadFactory threadFactory,//创建线程工厂，一般不用动
                              RejectedExecutionHandler handler//拒绝策略) {
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

手动创建一个线程池

/**
 * Executors 工具类
 *
 *  new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()//人满了就拒绝进入，抛出异常 java.util.concurrent.RejectedExecutionException
 *  new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()//哪来的就回哪里
 *  new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()//队列满了，尝试去和最早的竞争，不会抛出异常
 *   new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()//队列满了，丢掉任务，不会抛出异常
 */
public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                5,
                3,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()//队列满了，丢掉任务，不会抛出异常
        );

        try {
            //最大承载量：Deque+max
            //超过RejectedExecutionException
            for (int i = 0; i < 12; i++) {
                threadPoolExecutor.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ok");
                });
            }
        } catch (Exception exception) {
            exception.printStackTrace();
        } finally {
            threadPoolExecutor.shutdown();
        }

    }
}

四种拒绝策略

new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()//人满了就拒绝进入，抛出异常 java.util.concurrent.RejectedExecutionException
 new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()//哪来的就回哪里
 new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()//队列满了，尝试去和最早的竞争，不会抛出异常
 new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()//队列满了，丢掉任务，不会抛出异常

小结和拓展

最大线程如何去设置

了解：IO密集型，CPU密集型（调优）


/**
 * Executors 工具类
 *
 *
 *   最大线程如何定义
 *   1.CPU密集型 ，几核就是几，保持cpu效率最高
 *   2.IO密集型 >判断你的程序中十分耗IO的线程
 *   程序  n个大型任务 io十分占用资源
 */
public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {



        //动态获取cpu核数
        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());

        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
                3,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()//队列满了，丢掉任务，不会抛出异常
        );

        try {
            //最大承载量：Deque+max
            //超过RejectedExecutionException
            for (int i = 0; i < 12; i++) {
                threadPoolExecutor.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ok");
                });
            }
        } catch (Exception exception) {
            exception.printStackTrace();
        } finally {
            threadPoolExecutor.shutdown();
        }

    }
}

12.四大函数式接口（必须掌握）

新时代的程序员：lambda表达式，链式编程，函数式接口，Stream流式计算

函数式接口：只有一个抽象方法的接口

@FunctionalInterface
public interface Runnable {

    public abstract void run();
}
//超级多FunctionInterface
//简化编程模型，在新版本的框架底层大量运用
//foreach(消费者类的函数式接口)

Function函数型接口

/**
 * Function函数式接口 有一个输入参数，有一个输出
 *
 *只要是 函数型接口 可以用 Lambda表达式简化
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //工具类：输出输入的值
//        Function function<String,String>=new Function<String,String>() {
//            @Override
//            public String apply(String s) {
//                return s;
//            }
//        };

        Function<String,String> function=(str)->{return str;};
    }
}

Predicate断定型接口

/**
 * 断定型接口：有一个输入参数，返回值只能是布尔值
 */
public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //判断字符串知否为空
//        Predicate<String> predicate=new Predicate<String>() {
//            @Override
//            public boolean test(String str) {
//                return str.isEmpty();
//            }
//        };
        //lambda表达式
        Predicate<String> predicate=(str)->{ return str.isEmpty();};
    }
}

Consumer消费型接口

/**
 * Consumer消费型接口 :只有输出没有返回值
 *
 */
public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
//        Consumer<String> consumer=new Consumer<String>() {
//            @Override
//            public void accept(String str) {
//                System.out.println(str);
//            }
//        };
        Consumer<String> consumer=(str)->{ System.out.println(str); };
    }
}

Supplier供给型接口


/**
 * Supplier供给型接口，没有参数，只有返回值
 */
public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
//        Supplier<String> supplier=new Supplier<String>() {
//            @Override
//            public String get() {
//                return "123";
//            }
//        };
        Supplier<String> supplier=()->{return "123";};
    }
}

13.Stream流式计算

什么是Stream流式计算

大数据:存储+计算

集合、MySQL本质就是存储东西的

计算都应该交给流来操作

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        User user1 = new User(1, "a", 23);
        User user2 = new User(2, "b", 24);
        User user3 = new User(3, "c", 25);
        //集合就是存储
        List<User> list = Arrays.asList(user1, user2, user3);

        //计算交给流
        //链式编程
        list.stream()
                .filter(user -> {return user.getId()%2==0;})
                .map(user -> {return user.getName().toUpperCase();})
                .sorted((u1,u2)->{return u1.compareTo(u2);})
                .limit(1)
                .forEach(System.out::println);

    }
}

ForkJoin 分支合并

什么是ForkJoin

ForkJoin在jdk1.7，并行执行任务！提高效率，大数据量！

大数据：Map Reduce（把大任务拆分为小任务）

ForkJoin特点：工作窃取

这个里面维护的是双端队列

ForkJoin

但是可能会出现栈内存溢出的问题

public class ForkJoinDemo extends RecursiveTask<Long> {
    private Long start;
    private Long end;
    //临界值
    private Long temp=100000L;

    public ForkJoinDemo(Long start, Long end) {
        this.start = start;
        this.end = end;
    }


    @Override
    protected Long compute() {
        if ((end-start)<temp){
            Long sum=0L;
            for (Long i=start;i<=end;i++){
                sum+=1;
            }
            return sum;
        }else {//forkjoin
            long middle=(end+start)/2;
            ForkJoinDemo task1 = new ForkJoinDemo(start, middle);
            task1.fork();//把任务拆分，压入线程队列
            ForkJoinDemo task2=new ForkJoinDemo(middle+1,end);
            task2.fork();
            return task1.join()+task2.join();
        }
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        test1();
      test2();
        test3();
    }

    public static void test1(){
        long sum=0L;
        long start=System.currentTimeMillis();
        for (long i = 0; i <1_0000_0000_0000L ; i++) {
            sum+=i;
        }
        long end=System.currentTimeMillis();
        System.out.println("时间:"+(end-start));
    }
    //forkjoin
    public  static void test2() throws ExecutionException, InterruptedException {
        long start=System.currentTimeMillis();

        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        ForkJoinTask<Long> task= new ForkJoinDemo(0L,1_00000_0000_0000L);
        ForkJoinTask<Long> submit = forkJoinPool.submit(task);
        Long sum = submit.get();
        long end=System.currentTimeMillis();
        System.out.println("时间:"+(end-start));
    }
    public static void test3(){
        long start=System.currentTimeMillis();
        //Stream并行流
        long sum = LongStream.rangeClosed(0L, 1_0000_0000_0000L).parallel().reduce(0, Long::sum);
        long end=System.currentTimeMillis();
        System.out.println("时间:"+(end-start));
    }
}

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