线程池练习：返回两个数相加的结果

要求：通过线程池中的线程对象，使用Callable接口完成两个数求和操作

Future 接口：用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。

线程池创建与使用：get() 获取 Future对象中封装的数据结果

ThreadPoolDemo.java 文件代码如下：

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

public class ThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        //创建线程池对象
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
        
        //创建一个Callable接口子类对象
        //MyCallable c = new MyCallable();
        MyCallable c = new MyCallable(100, 200);
        MyCallable c2 = new MyCallable(10, 20);
        
        //获取线程池中的线程，调用Callable接口子类对象中的call()方法, 完成求和操作
        //<Integer> Future<Integer> submit(Callable<Integer> task)
        // Future 结果对象
        Future<Integer> result = threadPool.submit(c);
        //此 Future 的 get 方法所返回的结果类型
        Integer sum = result.get();
        System.out.println("sum=" + sum);
        
        //再演示
        result = threadPool.submit(c2);
        sum = result.get();
        System.out.println("sum=" + sum);
        //关闭线程池(可以不关闭)
        
    }
}

MyCallable.java 接口文件代码如下：

import java.util.concurrent.Callable;

public class MyCallable implements Callable<Integer> {
    //成员变量
    int x = 5;
    int y = 3;
    //构造方法
    public MyCallable(){
    }
    public MyCallable(int x, int y){
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        return x+y;
    }
}

Java Thread 中 run() 与 start() 的区别

Java 的线程是通过 java.lang.Thread 类来实现的。VM 启动时会有一个由主方法所定义的线程。可以通过创建 Thread 的实例来创建新的线程。每个线程都是通过某个特定 Thread 对象所对应的方法 run() 来完成其操作的，方法 run() 称为线程体。通过调用 Thread 类的 start() 方法来启动一个线程。

在 Java 当中，线程通常都有五种状态，创建、就绪、运行、阻塞和死亡。

• 第一是创建状态。在生成线程对象，并没有调用该对象的 start 方法，这是线程处于创建状态。
• 第二是就绪状态。当调用了线程对象的 start 方法之后，该线程就进入了就绪状态，但是此时线程调度程序还没有把该线程设置为当前线程，此时处于就绪状态。在线程运行之后，从等待或者睡眠中回来之后，也会处于就绪状态。
• 第三是运行状态。线程调度程序将处于就绪状态的线程设置为当前线程，此时线程就进入了运行状态，开始运行 run 函数当中的代码。
• 第四是阻塞状态。线程正在运行的时候，被暂停，通常是为了等待某个时间的发生(比如说某项资源就绪)之后再继续运行。sleep,suspend，wait 等方法都可以导致线程阻塞。
• 第五是死亡状态。如果一个线程的 run 方法执行结束或者调用 stop 方法后，该线程就会死亡。对于已经死亡的线程，无法再使用 start 方法令其进入就绪。

实现并启动线程有两种方法

• 1、写一个类继承自 Thread 类，重写 run 方法。用 start 方法启动线程
• 2、写一个类实现 Runnable 接口，实现 run 方法。用 new Thread(Runnable target).start() 方法来启动

多线程原理：相当于玩游戏机，只有一个游戏机（cpu），可是有很多人要玩，于是，start 是排队！等 CPU 选中你就是轮到你，你就 run()，当 CPU 的运行的时间片执行完，这个线程就继续排队，等待下一次的run()。

调用 start() 后，线程会被放到等待队列，等待 CPU 调度，并不一定要马上开始执行，只是将这个线程置于可动行状态。然后通过 JVM，线程 Thread 会调用 run() 方法，执行本线程的线程体。先调用 start 后调用 run，这么麻烦，为了不直接调用 run？就是为了实现多线程的优点，没这个 start 不行。

• 1.start() 方法来启动线程，真正实现了多线程运行。这时无需等待 run 方法体代码执行完毕，可以直接继续执行下面的代码；通过调用 Thread 类的 start() 方法来启动一个线程， 这时此线程是处于就绪状态， 并没有运行。 然后通过此 Thread 类调用方法 run() 来完成其运行操作的， 这里方法 run() 称为线程体，它包含了要执行的这个线程的内容， run 方法运行结束， 此线程终止。然后 CPU 再调度其它线程。
• 2.run() 方法当作普通方法的方式调用。程序还是要顺序执行，要等待 run 方法体执行完毕后，才可继续执行下面的代码； 程序中只有主线程——这一个线程， 其程序执行路径还是只有一条， 这样就没有达到写线程的目的。

记住：多线程就是分时利用 CPU，宏观上让所有线程一起执行 ，也叫并发。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Runner1 runner1 = new Runner1();
        Runner2 runner2 = new Runner2();
//        Thread(Runnable target) 分配新的 Thread 对象。
        Thread thread1 = new Thread(runner1);
        Thread thread2 = new Thread(runner2);
//        thread1.start();
//        thread2.start();
        thread1.run();
        thread2.run();
    }
}
 
class Runner1 implements Runnable { // 实现了Runnable接口，jdk就知道这个类是一个线程
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("进入Runner1运行状态——————————" + i);
        }
    }
}
 
class Runner2 implements Runnable { // 实现了Runnable接口，jdk就知道这个类是一个线程
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("进入Runner2运行状态==========" + i);
        }
    }
}

线程安全问题

产生原因：多个线程竞争同一资源（访问同一数据），可参考经典的生产者消费者问题。

解决方案：

run 方法内：同步代码块 synchronized {}

Public synchronized 返回值类型 方法名（）{} 自动释放对象锁

使用 Lock 锁

Lock 锁需要程序员（在 finally 代码块中）手动释放。

Lock lock=new ReentranttLock()    // Reentrant（可重用的）

Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作，是 JDK1.5 之后出现的。

Lock 接口中的方法:

void lock()   // 获取锁 
void unlock() // 释放锁 

Lock 接口的实现类:

java.util.concurrent.locks.ReentrantLock implements Lock

使用步骤:

• 1.在成员位置创建一个 ReentrantLock 对象。
• 2.在可能出现线程安全问题的代码前，调用 Lock 接口中的方法 lock 获取锁对象。
• 3.在可能出现线程安全问题的代码后，调用 Lock 接口中的方法 unlock 释放锁对象。

public class RunnableImpl implements Runnable{
    //定义一个共享的票源
    private int ticket = 100;
    //1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象
    Lock l = new ReentrantLock();
    //设置线程任务:卖票
    @Override
    public void run() {
        //使用死循环,让卖票重复的执行
        while(true){
            //2.在可能出现线程安全问题的代码前,调用Lock接口中的方法lock获取锁对象
            l.lock();
            //判断票是否大于0
            if(ticket>0){
                //为了提高线程安全问题出现的几率,让程序睡眠10毫秒
                try {
                    //可能会产生异常的代码
                    Thread.sleep(10);
                    //进行卖票 ticket--
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在卖第"+ticket+"张票!");
                    ticket--;
                } catch (InterruptedException e) {
                    //异常的处理逻辑
                    e.printStackTrace();
                }finally {
                    //一定会执行的代码,一般用于资源释放(资源回收)
                    //3.在可能出现线程安全问题的代码后,调用Lock接口中的方法unlock释放锁对象
                    l.unlock();//无论程序是否有异常,都让锁对象释放掉,节约内存,提高程序的效率
                }
            }
        }
    }
}

关于java的多线程，这里补充一下Object类的线程方法。

notify() ：通知一个在对象上等待的线程，使其从wait()返回，而返回的前提是该线程获取到了对象的锁。

notifyAll()： 通知所有等待在该对象上的线程。

wait()：调用该方法的线程进入WAITING状态，只有等待另外线程的通知或被中断才会返回，需要注意，

调用wait()方法后，会释放对象的锁。

wait(long) ：超时等待一段时间，这里的参数是毫秒，也就是等待长达n毫秒，如果没有通知就超时返回。

wait(long, int) ： 对于超时时间更细粒度的控制，可以达到毫秒。