解决Java多线程中11个常见问题

解决Java多线程中11个常见问题

1、线程是什么？

简单来说，线程是进程中独立运行的子任务。

2、创建线程的方式

方式一：将类声明为 Thread 的子类。该子类应重写 Thread 类的 run 方法

方式二：声明实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法

推荐方式二，因为接口方式比继承方式更灵活，也减少程序间的耦合。

3、获取当前线程信息？

Thread.currentThread()

4、线程的分类

线程分为守护线程、用户线程。线程初始化默认为用户线程。

setDaemon(true) 将该线程标记为守护线程或用户线程。

特性：设置守护线程，会作为进程的守护者，如果进程内没有其他非守护线程，那么守护线程也会被销毁，即使可能线程内没有运行结束。

5、线程的生命周期

线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程。生命周期的五种状态：

新建（new Thread）：当创建Thread类的一个实例（对象）时，此线程进入新建状态（未被启动）。

例如：Thread t1=new Thread();

就绪（runnable）：线程已经被启动，正在等待被分配给CPU时间片，也就是说此时线程正在就绪队列中排队等候得到CPU资源。例如：t1.start();

运行（running）：线程获得CPU资源正在执行任务（run()方法），此时除非此线程自动放弃CPU资源或者有优先级更高的线程进入，线程将一直运行到结束。

死亡（dead）：当线程执行完毕或被其它线程杀死，线程就进入死亡状态，这时线程不可能再进入就绪状态等待执行。

堵塞（blocked）：由于某种原因导致正在运行的线程让出CPU并暂停自己的执行，即进入堵塞状态。

6、线程间的关系？

某线程a 中启动另外一个线程 t，那么我们称线程 t是线程a 的一个子线程，而线程a 是线程t 的父线程。

最典型的就是我们在main方法中启动一个线程去执行。其中main方法隐含的main线程为父线程。

7、线程API一览：如何启动、停止、暂停、恢复线程？

（1）start() 使线程处于就绪状态，Java虚拟机会调用该线程的run方法；

（2）stop() 停止线程，已过时，存在不安全性，原因如下：

一是可能请理性的工作得不得完成；

二是可能对锁定的对象进行“解锁”，导致数据不同步不一致的情况。

推荐使用 interrupt() +抛异常中断线程。

（3）yield() 线程礼让，放弃当前线程的CPU资源。放弃时间不确认，也有可能刚刚放弃又获得CPU资源。

（4）t.join() 正在执行t.join()语句的线程等待t线程运行完终止。

8、synchronized关键字用法

一原子性（互斥性）：实现多线程的同步机制，使得锁内代码的运行必需先获得对应的锁，运行完后自动释放对应的锁。

二内存可见性：在同一锁情况下，synchronized锁内代码保证变量的可见性。

三可重入性：当一个线程获取一个对象的锁，再次请求该对象的锁时是可以再次获取该对象的锁的。

如果在synchronized锁内发生异常，锁会被释放。

总结：

（1）synchronized方法与synchronized(this) 代码块锁定的都是当前对象，不同的只是同步代码的范围

（2）synchronized (非this对象x) 将对象x本身作为“对象监视器”：

a、多个线程同时执行 synchronized(x) 代码块，呈现同步效果。

b、当其他线程同时执行对象x里面的 synchronized方法时，呈现同步效果。

c、当其他线程同时执行对象x里面的 synchronized(this)方法时，呈现同步效果。（3）静态synchronized方法与synchronized(calss)代码块锁定的都是Class锁。Class 锁与对象锁不是同一个锁，两者同时使用情况可能呈异步效果。

（4）尽量不使用synchronized(string)，是因为string的实际锁为string的常量池对象，多个值相同的string对象可能持有同一个锁。

9、ReentrantLock的使用

一个简单的示例：

private java.util.concurrent.locks.Lock lock = new ReentrantLock();

public void method() {

try {

lock.lock();

//获取到锁lock，同步块

} finally {

lock.unlock();//释放锁lock

}

}

ReentrantLock 比 synchronized 功能更强大，主要体现：

（1）ReentrantLock 具有公平策略的选择。

（2）ReentrantLock 可以在获取锁的时候，可有条件性地获取，可以设置等待时间，很有效地避免死锁。

如 tryLock() 和tryLock(long timeout, TimeUnit unit)

（3）ReentrantLock 可以获取锁的各种信息，用于监控锁的各种状态。

（4）ReentrantLock 可以灵活实现多路通知，即Condition的运用。

10、线程间的通信方式

线程间通信的方式主要为共享内存、线程同步。

线程同步除了synchronized互斥同步外，也可以使用wait/notify实现等待、通知的机制。（1）wait/notify属于Object类的方法，但wait和notify方法调用，必须获取对象的对象级别锁，即synchronized同步方法或同步块中使用。

（2）wait()方法：在其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法前，或者其他某个线程中断当前线程，导致当前线程一直阻塞等待。等同wait(0)方法。

wait(long timeout) 在其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者其他某个线程中断当前线程，或者已超过某个实际时间量前，导致当前线程等待。单位为毫秒。

void wait(long timeout, int nanos) 与wait(long timeout) 不同的是增加了额外的纳秒级别，更精细的等待时间控制。

（3）notfiy方法：唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。选择是任意性的，并在对实现做出决定时发生。线程通过调用其中一个 wait 方法，在对象的监视器上等待。

（4）notifyAll方法：唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。

需要：wait被执行后，会自动释放锁，而notify被执行后，锁没有立刻释放，由synchronized 同步块结束时释放。

应用场景：简单的生产、消费问题。

synchronized (lock) {//获取到对象锁lock

try {

lock.wait();//等待通信信号, 释放对象锁lock

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

//接到通信信号

}

synchronized (lock) {//获取到对象锁lock

lock.notify();//通知并唤醒某个正等待的线程

//其他操作

}

//释放对象锁lock

11、Executors框架（线程池）的使用

（1）线程池是什么？

线程池是一种多线程的处理方式，利用已有线程对象继续服务新的任务（按照一定的执行策略），而不是频繁地创建销毁线程对象，由此提供服务的吞吐能力，减少CPU的闲置时间。具体组成部分包括：

a、线程池管理器（ThreadPool）用于创建和管理线程池，包括创建线程池、销毁线程池，添加新任务。

b、工作线程（Worker）线程池中的线程，闲置的时候处于等待状态，可以循环回收利用。

c、任务接口（Task）每个任务必须实现的接口类，为工作线程提供调用，主要规定了任务的入口、任务完成的收尾工作、任务的状态。

d、等待队列（Queue）存放等待处理的任务，提供缓冲机制。

（2）Executors框架常见的执行策略

Executors框架提供了一些便利的执行策略。

java.util.concurrent.ExecutorService service = java.util.concurrent.Executors.newFixedThreadPool(100);

- newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池。

这个线程池只有一个线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的

线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。

- newFixedThreadPool：创建固定大小的线程池。

每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。- newCachedThreadPool：创建一个可缓存的线程池。

如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说JVM）能够创建的最大线程大小。

- newScheduledThreadPool：创建一个大小无限的线程池。

此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

- newSingleThreadScheduledExecutor：创建一个单线程的线程池。

此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

（3）ExecutorService线程池管理

ExecutorService的生命周期有3个状态：运行、关闭（shutting down)、停止。

提交任务submit(xxx)扩展了基本方法 Executor.execute(https://www.360docs.net/doc/ed11083449.html,ng.Runnable)。

Future submit(Callable task) 提交一个返回值的任务用于执行，返回一个表示任务的未决结果的 Future。

Future submit(Runnable task) 提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future。

Future submit(Runnable task, T result) 提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future。

shutdown() 启动一次顺序关闭，执行以前提交的任务，但不接受新任务。

List shutdownNow() 试图停止所有正在执行的活动任务，暂停处理正在等待的任务，并返回等待执行的任务列表。

一个简单的示例：

public static void main(String[] args) {

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);

for (int i = 0; i < 100; i++) {

executorService.submit(new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println("哈哈");

}

});

}

/**

* 如果不再需要新任务，请适当关闭executorService并拒绝新任务

*/

executorService.shutdown();

}

（3）ThreadPoolExecutor机制

ThreadPoolExecutor为Executors的线程池内部实现类。

构造函数详解：

ThreadPoolExecutor线程池管理机制：

1.当线程池小于corePoolSize时，新提交任务将创建一个新线程执行任务，即使此时线程池中存在空闲线程。

2.当线程池达到corePoolSize时，新提交任务将被放入workQueue中，等待线程池中任务调度执行

3.当workQueue已满，且maximumPoolSize>corePoolSize时，新提交任务会创建新线程执行任务

4.当提交任务数超过maximumPoolSize时，新提交任务由RejectedExecutionHandler处理

5.当线程池中超过corePoolSize线程，空闲时间达到keepAliveTime时，关闭空闲线程

6.当设置allowCoreThreadTimeOut(true)时，线程池中corePoolSize线程空闲时间达到keepAliveTime也将关闭

一个简单的示例：

public static void main(String[] args) {

java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(10, //corePoolSize 核心线程数

100, //maximumPoolSize 最大线程数

30, //keepAliveTime 线程池中超过corePoolSize数目的空闲线程最大存活时间；

TimeUnit.SECONDS, // TimeUnit keepAliveTime时间单位

new LinkedBlockingQueue(1000), //workQueue 阻塞任务队列

Executors.defaultThreadFactory(), //threadFactory 新建线程的工厂

new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() //RejectedExecutionHandler 当提交任务数超过maxmumPoolSize+workQueue之和时，

// 任务会交给

RejectedExecutionHandler来处理

);

for (int i = 0; i < 100; i++) {

threadPoolExecutor.submit(new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println("哈哈");

}

});

}

/**

* 如果不再需要新任务，请适当关闭threadPoolExecutor并拒绝新任务 */

threadPoolExecutor.shutdown()。