JUC的世界III

2024-03-17 10:08:52

失败者，往往是热度只有五分钟的人；成功者，往往是坚持最后五分钟的人。
你好，我是梦阳辰，期待与你相遇！

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01.线程池

10年前单核CPU电脑，假的多线程，像马戏团小丑玩多个球，CPU需要来回切换。现在是多核电脑，多个线程各自跑在独立的CPU上，不用切换效率高。

线程池的优势:
线程池做的工作只要是控制运行的线程数量，处理过程中将任务放入队列，然后在线程创建后启动这些任务，如果线程数量超过了最大数量，超出数量的线程排队等候，等其他线程执行完毕，再从队列中取出任务来执行。

它的主要特点为:线程复用;控制最大并发数;管理线程。

第一:降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的销耗。

第二:提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等待线程创建就能立即执行。

第三:提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会销耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

02.线程池的使用

java.util.concurrent 
Interface Executor

子接口:

java.util.concurrent 
Interface ExecutorService

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Executors是一个辅助工具类。

Executors.newFixedThreadPool(int)执行长期任务性能好，创建一个线程池，—池
有N个固定的线程，有固定线程数的线程

package Part5;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);//一个池5个受理线程，类似于一个银行有五个受理窗口
        try{
            //模拟20个顾客办理业务
            for(int i = 1;i<=20;i++){
                threadPool.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 在办理业务！");
                });
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            threadPool.shutdown();
        }
    }
}

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2.Executors.newSingleThreadExecutor()一个任务一个任务的执行，一池一线程

3.Executors.newCachedThreadPool()执行很多短期异步任务，线程池根据需要创建新线程，
但在先前构建的线程可用时将重用它们。可扩容，遇强则强

package Part5;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadPoolDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        //ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);//一个池5个受理线程，类似于一个银行有五个受理窗口
        //ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();//一个池1个受理线程，类似于一个银行有1个受理窗口
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();//一个池N个受理线程，类似于一个银行有N个受理窗口

        try{
            //模拟20个顾客办理业务
            for(int i = 1;i<=20;i++){
                threadPool.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 在办理业务！");
                });
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            threadPool.shutdown();
        }
    }
}

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03.线程池几个重要的参数

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
                null :
                AccessController.getContext();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

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04.线程池底层工作原理

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1、在创建了线程池后，开始等待请求。

2、当调用execute()方法添加一个请求任务时，线程池会做出如下判断:
2.1如果正在运行的线程数量小于corePoolSize，那么马上创建线程运行这个任务;2.2如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize，那么将这个任务放入队列;

2.3如果这个时候队列满了且正在运行的线程数量还小于maximumPoolSize，那么还是要创建非核心线程立2.4如果队列满了且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize，那么线程池会启动饱和拒绝策略来

3、当一个线程完成任务时，它会从队列中取下一个任务来执行。

4、当一个线程无事可做超过一定的时间(keepAliveTime）时，线程会判断:

如果当前运行的线程数大于corePoolSize，那么这个线程就被停掉。
所以线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到corePoolSize的大小。

强制线程池不允许使用Executors 去创建，而是通过ThreadPoolExecutor的方式这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。
说明: Executors返回的线程池对象的弊端如下:

  1. FixedThreadPool和 singleThreadPool:
    允许的请求队列长度为Integer.MAx_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而导致OOM

  2. cachedThreadPool和 ScheduledThreadPool:
    允许的创建线程数量为Integer.NAX_VALUE，可能会创建大量的线程，从而导致OOM。
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05.线程池的拒绝策略

等待队列已经排满了，再也塞不下新任务了同时，
线程池中的max线程也达到页，无法继续为新任务服务。
这个是时候我们就需要拒绝策略机制合理的处理这个问题。

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06.四大函数式接口

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06.Stream流式计算

流(Stream)到底是什么呢?
是数据渠道,r用于操作数据源（集合、数组等）所生成的元素序列。

“集合讲的是数据，流讲的是计算!”

Stream自己不会存储元素,Stream不会改变源对象。

相反他们会返回一个持有结果的新Stream。

Stream操作是延迟执行的。

这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。

创建一个Stream: 一个数据源（数组、集合)

中间操作:一个中间操作，处理数据源数据

终止操作:一个终止操作，执行中间操作链，产生结果

源头=>中间流水线=>结果

package Part5;

import com.sun.xml.internal.ws.api.model.wsdl.WSDLOutput;
import org.w3c.dom.ls.LSOutput;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class StreamDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        User u1 = new User(11,"a",23);
        User u2 = new User(12,"b",24);
        User u3 = new User(13,"c",22);
        User u4 = new User(14,"d",28);
        User u5 = new User(16,"e",26);

        List<User> list = Arrays.asList(u1,u2,u3,u4,u5);

        list.stream().filter(t->{return t.getId()%2 == 0;})
                .filter(t->{return t.getAge()>24;})
                .map(m->{return m.getName().toUpperCase();})
                .sorted((o1,o2)->{return o2.compareTo(o1);}).limit(1)
                .forEach(System.out::println);
    }
}

07.分支合并框架

java.lang.Object 
java.util.concurrent.AbstractExecutorService 
java.util.concurrent.ForkJoinPool 


java.util.concurrent.ForkJoinTask<V> 
java.util.concurrent.RecursiveTask<V> //递归抽象类

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package Part5;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.ForkJoinTask;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;

class MyTask extends RecursiveTask<Integer>{//资源类，RecursiveTask抽象类为递归

    private static final Integer ADD_VALUE = 10;
    private int begin;
    private int end;
    private int result;

    public MyTask(int begin, int end) {
        this.begin = begin;
        this.end = end;
    }

    @Override
    protected Integer compute() {
        if((end-begin)<=ADD_VALUE){
            for(int i=begin;i<=end;i++){
                result = result + i;
            }
        }else{
            int middle = (end+begin)/2;
            MyTask task1 = new MyTask(begin,middle);
            MyTask task2 = new MyTask(middle+1,end);
            task1.fork();//分
            task2.fork();//分支
            result = task1.join()+task2.join();//合并结果
        }
        return result;
    }

}

public class ForkJoinDemo {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        MyTask myTask = new MyTask(0,100);
        ForkJoinPool threadPool = new ForkJoinPool();
        ForkJoinTask<Integer> forkJoinTask = threadPool.submit(myTask);//提交任务
        System.out.println(forkJoinTask.get());//获取结果
        threadPool.shutdown() ;

    }

}

08.异步回调（ＣompletableFuture)

java.lang.Object 
java.util.concurrent.CompletableFuture<T>

测试：

package Part5;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

public class CompletableFutrueDemo {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {


        CompletableFuture<Void>  completableFuture = CompletableFuture.runAsync(()->{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"没有返回值！");
        });
        completableFuture.get();



        //异步回调
        CompletableFuture<Integer>  completableFuture2 = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"有返回值！");
            int f = 5/0;
            return 1;
        });
        completableFuture2.whenComplete((t,u)->{//正常时的情况
            System.out.println("***:"+t);
        }).exceptionally(f->{//异常时情况
            System.out.println("***excption:"+f.getMessage());
            return 444;
        });
    }
}

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Don’t look forward to tomorrow， don’t miss yesterday， to grasp today.

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