【JavaEE】——多线程常用类

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希望本文内容能够帮助到你！！

引入：

一：Callable和FutureTask类

1：对比Runnable

2：FutureTask类

3：代码示例

示例一：Runnable

编辑示例二：Callable

二：ReentrantLock——可重入锁

1：与synchronized的区别

（1）不会阻塞

（2）公平锁

（3）唤醒机制不同

三：Semaphore——信号量

1：P操作

2：V操作

3：PV代码示例一

4：锁功能

四：CountDownLatch

1：引入

2：代码示例

引入：

通过之前的学习，我们了解到CAS本质上是JVM替我们封装好的，我们没有办法感知到

在java.util.concurrent中存放了一些我们多线程编程时常用的类

看下面的一些接口：是不是非常熟悉，我们把这个packet包简称为（JUC）

一：Callable和FutureTask类

读法：“开了波哦” 译为：调用

1：对比Runnable

Runnable提供run方法，返回值为void——关注过程，不关注执行结果

Callable提供call方法，返回值类型就是执行结果的类型———更关注结果

2：FutureTask类

在Callable中的call方法中完成任务的描述后，我们要想办法把这个任务加载给线程Thread，

但是Thread类中并没有给出Callable的构造方法，于是我们通过FutureTask这个中间类（可以理解为加载任务的装置），作为媒介，发射给Thread

即：

Callable中描述方法——卢本伟来啦~~

FutureTask中加载任务——卢本伟已准备就绪~~

Thread中传入futureTask任务执行——卢本伟启动！！

注：

Callable和FutureTask实例化的时候<>中要写返回结果的类型哦。

futureTask.get()方法是带有阻塞功能的，如果线程还没有执行完毕，get就会被阻塞，等到线程执行完了，return的结果就会被get返回回来

3：代码示例

老问题：计算前5000个数字之和

看以下两段代码——用Callable类写的代码比Runnable类写的代码更加优雅~~

示例一：Runnable

package thread;public class ThreadDemon37 {private static int sum = 0;//全局变量用来保存最后的结果值public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(new Runnable() {int count = 0;//局部变量@Overridepublic void run() {for (int i = 1 ; i <= 5000 ; i++){count += i;}sum = count;}});t1.start();t1.join();System.out.println(sum);}}

示例二：Callable

此处我们不用再引入额外的成员变量了，直接借助返回值即可

package thread;import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;public class ThreadDemon38 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() {@Overridepublic Integer call() throws Exception {int sum = 0;for (int i = 0; i <= 5000; i++) {sum += i;}return sum;}};//Thread t1 = new Thread(callable);//Thread中没有提供构造函数来传入callable//引入FutureTask类，未来要完成的任务（任务还未执行）// 相当于在Callable中确定执行的任务//在FutureTask装置中完成任务加载——卢本伟准备就绪~~~//最后引入线程——卢本伟启动！！FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callable);Thread t1 = new Thread(futureTask);t1.start();t1.join();System.out.println(futureTask.get());//装置获得一下结果}
}

补充一点：.futureTask.get()方法本身自带阻塞特性，如果Callable任务还没有执行完，是会一直等待它的返回值结果的

二：ReentrantLock——可重入锁

读音：“瑞安纯特老科” 翻译为：可重入锁

科普：ReentrantLock在很早以前是比没有发展起来的synchronized功能更加强大的，他提供了两个传统的方法lock和unlock，但是在写代码的过程中lock完后往往会忘记unlock解锁，所以一般把unlock操作放到finally里面使用

1：与synchronized的区别

（1）不会阻塞

我们知道synchronized加锁，如果线程“锁竞争”失败，会陷入阻塞等待，使用了ReentrantLodk提供了trylock方法后，如果加不上锁就会返回false，不会阻塞等待。

（2）公平锁

ReentrantLock中加锁依据是：公平锁，所有参与“加锁”的线程会被放进队列里面，按顺序进行加锁。

（3）唤醒机制不同

synchronized提供wait和notify，ReentrantLock搭配Condition，功能比notify强一点

三：Semaphore——信号量

读音：“赛摸佛尔” 翻译为：信号量

科普：因为发明信号量的大佬迪杰斯特拉是个荷兰人，荷兰语的申请和释放首字母分别是P和V。实际上英语是acquire和release

1：P操作

申请一个可用资源，可用资源总数就会-1

2：V操作

释放一个可用资源，可用资源总数就会+1

打个比方：去停车场停车，现在有50个停车位，申请一个停车位（p操作），现有可用停车位为49；出来了一辆车（v操作），现有可用停车位为50；

3：PV代码示例一

package thread;import java.util.concurrent.Semaphore;/*** Created with IntelliJ IDEA.* Description:* User: Hua YY* Date: 2024-09-30* Time: 10:26*/
public class ThreadDemon39 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Semaphore semaphore = new Semaphore(1);//资源数限制为1个semaphore.acquire();System.out.println("p操作");semaphore.acquire();//第二次申请System.out.println("p操作");semaphore.acquire();//第三次申请System.out.println("p操作");}
}

4：锁功能

信号量是更为广义的锁

代码示例：继续沿用解决count计数器++线程安全问题的方式

package thread;import java.util.concurrent.Semaphore;/*** Created with IntelliJ IDEA.* Description:* User: Hua YY* Date: 2024-09-30* Time: 10:33*/
public class ThreadDemon40 {private static int count = 0;//引入Semaphore进行加锁private static Semaphore semaphore = new Semaphore(1);public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(() -> {try {semaphore.acquire();//加锁for (int i = 1 ; i <= 50000 ; i++){count++;}} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}semaphore.release();//解锁});Thread t2 = new Thread(() ->{try {semaphore.acquire();//加锁for (int i = 1 ; i <= 50000 ; i++){count++;}} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}semaphore.release();//解锁});t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();System.out.println(count);}
}

四：CountDownLatch

1：引入

latch(锁存器)

举个例子，现在下载软件的速度非常快，用的是多线程下载方式，比如要下载一个1G大小的软件，我们把这个任务分成10份，分给10个线程同时进行下载，最后在拼在一起，速度就会快非常多。

这个“拼”的操作，就能被CountDownLatch感知到，比我们用join要更简单方便一些

2：代码示例

package thread;import java.util.Random;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;/*** Created with IntelliJ IDEA.* Description:* User: Hua YY* Date: 2024-09-30* Time: 10:57*/
public class ThreadDemon41 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);//创建10个线程Random random = new Random();int time = (random.nextInt(4)+1)*1000;//time的范围[0,4]->[1,5]->[1000,5000]for(int i = 1 ; i <= 10 ; i++){int count = i;Thread t = new Thread(() ->{try {Thread.sleep(random.nextInt(time));//产生的随机数的范围System.out.println("第" + count + "线程的任务执行完毕");latch.countDown();//告知CountDownLatch有一个任务已经执行完毕了} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}});t.start();}latch.await();//如果CountDownLatch中的任务还没有执行完毕，那么CountDownLatch就会陷入阻塞等待System.out.println("所有任务都已经执行完毕了");}
}