????????前一段時(shí)間寫(xiě)了socket和多線程的倆篇文章曹鸠，由于工作繁忙最近一致沒(méi)有跟新隘世，有好多開(kāi)發(fā)愛(ài)好者私信小編掀鹅，讓把多線程和socket這塊進(jìn)行補(bǔ)充完畢丘逸，今天抽時(shí)間將多線程高級(jí)進(jìn)階篇進(jìn)行詳細(xì)的補(bǔ)充一下，這里主要涉及到是callable 馏予、ExecutorService以及線程池的相關(guān)技術(shù)蔓纠，其中會(huì)涉及大量的示例，如有看不明白或者講解不透徹的部分吗蚌，大家可以將示例在本地運(yùn)行進(jìn)行觀察數(shù)據(jù)輸出的情況，可以更進(jìn)一步加深多線程的了解纯出。?

? ? ? 一：? 在進(jìn)行線程池方面的講解之前蚯妇，首先我們來(lái)回顧一下java 多線程的三種實(shí)現(xiàn)方式：

1. 第一種是通過(guò)Thread類實(shí)現(xiàn)多線程

示例如下：

? ??????public class TestThread {

static class Personextends Thread{

@Override

? ? ? ? public void run() {

System.out.println(Thread.currentThread().getName());

? ? ? ? }

}

public static void main(String[] args) {

Person person =new Person();

? ? ? ? Person person1 =new Person();

? ? ? ? Person person2 =new Person();

? ? ? ? person.run();

? ? ? ? person1.run();

? ? ? ? person2.run();

? ? }

}

2. 第二種是通過(guò)實(shí)現(xiàn)Runnable接口實(shí)現(xiàn)多線程

public class TestRunnable {

static class Personimplements Runnable{

@Override

? ? ? ? public void run() {

System.out.println(Thread.currentThread().getName());

? ? ? ? }

}

public static void main(String[] args) {

Person person =new Person();

? ? ? ? Person person1 =new Person();

? ? ? ? Person person2 =new Person();

? ? ? ? person.run();

? ? ? ? person1.run();

? ? ? ? person2.run();

? ? }

3. 第三種種通過(guò)實(shí)現(xiàn)Callable接口實(shí)現(xiàn)多線程

Callable接口需要結(jié)合ExecutorService 和Future使用

? ? ?二：? ?多線程種run（）方法與start（）調(diào)用線程的區(qū)別：

1.????run（）方法是按照順序執(zhí)行的敷燎，在main線程種的被當(dāng)作一種普通的方法調(diào)用，所有多線程啟動(dòng)后調(diào)用run（）方法他的線程名換是main線程箩言，線程的執(zhí)行過(guò)程種和普通方法調(diào)用一樣硬贯，都是按照順序執(zhí)行的，嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)他不是多線程陨收。

2.? start（）方式是真正意義上的多線程饭豹，在調(diào)用start（）方法啟動(dòng)后，除main線程外务漩，會(huì)有單獨(dú)的線程啟動(dòng)拄衰，每一個(gè)線程的名稱和調(diào)用順序都是不同的。

示例如下：

run（）方法和普通方法調(diào)用一樣饵骨，輸出的線程都是main線程翘悉。

start（）方法是真正意義上的多線程。

????三：? ? 多線程lamda方式與傳統(tǒng)方式實(shí)現(xiàn)區(qū)別：

看一下是不是使用lamda表達(dá)式的時(shí)候居触，程序更加簡(jiǎn)單了妖混，一行代碼就搞定。

? ??????public class TestThread {

public static void main(String[] args) {

Runnable runnable = (() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName()));

? ? ? ? runnable.run();

? ? }

}

前面我們穿針引線給大家做一個(gè)簡(jiǎn)單的回顧轮洋，下面我們開(kāi)始講解正餐制市，在之前的多線程種，一致存在種種問(wèn)題弊予，讓程序員詬病祥楣，諸如無(wú)法預(yù)知線程執(zhí)行接口，執(zhí)行狀態(tài)块促，以及多線程管理的麻煩問(wèn)題荣堰，所有Java的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)也一致在尋求線程的改進(jìn)，在后續(xù)函數(shù)式接口注解@FunctionalInterface竭翠、java.util.concurrent框架的加入都是為了解決多線程遺留的相關(guān)問(wèn)題振坚。在實(shí)際應(yīng)用種，我們可能會(huì)經(jīng)常遇到以下問(wèn)題：

1.? ? 一個(gè)線程執(zhí)行完畢后斋扰，如何獲取線程執(zhí)行的結(jié)果渡八？

2.? ? 線程執(zhí)行過(guò)程中，如果獲取線程執(zhí)行狀態(tài)已經(jīng)取消正在執(zhí)行的線程传货？

3.? ? 倆個(gè)線程獨(dú)立同時(shí)執(zhí)行屎鳍，但一個(gè)線程又依賴另一個(gè)線程執(zhí)行的結(jié)果？

4.? ? 如果獲取一個(gè)集合中所有線程的執(zhí)行完后后的結(jié)果问裕？

5.? ? 多個(gè)不同的線程通過(guò)不同的方式計(jì)算一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)逮壁，如果獲取最先計(jì)算完畢線程的結(jié)果（通常計(jì)算最先完成的算法也是最優(yōu)的）？

6.? ?一個(gè)線程執(zhí)行完畢后粮宛，可以異步回調(diào)進(jìn)行通知其他線程窥淆，不需要通過(guò)阻塞的方式卖宠？

7.? ? ?如和通過(guò)手工設(shè)置異步操作完成一個(gè)Future的執(zhí)行？

針對(duì)上面的問(wèn)題忧饭，在最新的concurrent框架下扛伍，我們可以找到答案。

? ? ? ? ? ? 在詳細(xì)講解之前词裤，我們先看下面的這張思維導(dǎo)圖（此圖非本人制作刺洒，如有冒犯請(qǐng)聯(lián)系博主），這張圖可以說(shuō)是非常適合大家理清concurrent框架的下的五大功能點(diǎn)：

atomic（原子變量相關(guān)）吼砂、tools（工具類）逆航、locks（鎖相關(guān)的內(nèi)容）、executor（線程池相關(guān)）帅刊、coolections相關(guān)纸泡。

在詳細(xì)講解concurrent框架時(shí)，先以Callable接口為切入點(diǎn)赖瞒，然后涉及Future分裝返回結(jié)果女揭，以及異步調(diào)用過(guò)程中線程狀態(tài)監(jiān)控，結(jié)果合并栏饮、結(jié)果依賴等相關(guān)的CompletableFuture超級(jí)功能類吧兔，最后衍生到locks和atomic等相關(guān)功能，因涉及的功能非常多袍嬉，內(nèi)容非常廣泛境蔼，所有本博文主要詳細(xì)介紹executor功能塊。其他的在后續(xù)章節(jié)中會(huì)進(jìn)行詳細(xì)的描述伺通。其實(shí)大家別被他這么龐大的類和接口嚇到箍土，我們抽絲剝繭把主要的幾個(gè)核心的類和方法調(diào)用摸透了，其他的就用起來(lái)如魚(yú)得水罐监。在介紹的過(guò)程中吴藻，我會(huì)采用一個(gè)方法一個(gè)例子或者多個(gè)方法一個(gè)例子的方式，讓看的明白弓柱。

Future類

首先我們介紹一下Future類沟堡，F(xiàn)uture類是java1.5版本后新的類，主要方法用于檢查計(jì)算是否完成矢空，等待其完成航罗，并檢索計(jì)算結(jié)果。只有當(dāng)計(jì)算完成時(shí)屁药，才能使用方法get檢索結(jié)果粥血，必要時(shí)阻塞，直到準(zhǔn)備好為止。取消由cancel方法執(zhí)行立莉。還提供了其他方法來(lái)確定任務(wù)是否正常完成或取消绢彤。一旦計(jì)算完成，就不能取消計(jì)算蜓耻。

? ? ? ? 下面我們來(lái)看一下Future類的五個(gè)方法，首先我們將五個(gè)方法詳細(xì)邏輯并介紹一下相關(guān)功能械巡，后續(xù)我們會(huì)對(duì)每一個(gè)方法都有通過(guò)詳細(xì)的例子在運(yùn)行刹淌，讓大家徹底明白他的真實(shí)意圖。

1.????boolean?cancel(boolean?mayInterruptIfRunning)讥耗；

官方文檔：試圖取消當(dāng)前任務(wù)的執(zhí)行有勾。如果任務(wù)已經(jīng)完成、已經(jīng)取消或由于其他原因無(wú)法取消古程，則取消失敗蔼卡，返回fase。并且在調(diào)用cancel時(shí)該任務(wù)還沒(méi)有啟動(dòng)挣磨，則該任務(wù)應(yīng)該永遠(yuǎn)不會(huì)運(yùn)行雇逞。如果任務(wù)已經(jīng)啟動(dòng)，那么mayInterruptIfRunning參數(shù)確定執(zhí)行該任務(wù)的線程是否應(yīng)該在試圖停止該任務(wù)時(shí)被中斷茁裙。

2.?boolean?isCancelled()

如果此任務(wù)在正常完成之前被取消塘砸，則返回true，如果沒(méi)有取消則返回true

3.?boolean?isDone()

如果該任務(wù)完成晤锥，返回true掉蔬。完成可能是由于正常終止、異撤或取消——在所有這些情況下女轿，該方法將返回true。

4.?V?get()

獲取異步計(jì)算的結(jié)果壕翩，

5.?V?get(long?timeout,TimeUnit?unit)

獲取異步計(jì)算的結(jié)果蛉迹，并且設(shè)置最長(zhǎng)等待時(shí)間，其中第一個(gè)參數(shù)是最長(zhǎng)等待時(shí)間戈泼，第二個(gè)參數(shù)為時(shí)間單位婿禽。從這里我們可以看到設(shè)置線程等待時(shí)間TimeUnit?類也是Java官方的推薦的類，他比Thread.sleep();類對(duì)時(shí)間概念更加直觀大猛。

上面詳細(xì)介紹了Future類的的五個(gè)方法扭倾，下面我們通過(guò)示例演示這五個(gè)方法的真正用途。

import java.util.concurrent.*;

public class TestThread? {

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

ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

? ? ? ? Future future = executorService.submit(()->{

return"thread starting挽绩。膛壹。。";

? ? ? ? });

? ? ? ? System.out.println(future.get());

? ? }

}

get（）方法用于獲取異步計(jì)算后的結(jié)果，這個(gè)方法是阻塞的模聋，如果結(jié)果沒(méi)有返回肩民，則線程會(huì)一致阻塞在哪里，下面我們分析一下get（）方法的實(shí)現(xiàn)链方，get（）的實(shí)現(xiàn)在Future 接口的實(shí)現(xiàn)類FutureTask中持痰。首先在類中有一個(gè)用volatile關(guān)鍵字修飾的線程狀態(tài)state字段。線程在啟動(dòng)后祟蚀，通過(guò)FutureTask類的構(gòu)造函數(shù)將state的初始值設(shè)置為NEW(也就是默認(rèn)是0).

private volatile int state;

private static final int NEW? ? ? ? ? =0;

private static final int COMPLETING? =1;

private static final int NORMAL? ? ? =2;

private static final int EXCEPTIONAL? =3;

private static final int CANCELLED? ? =4;

private static final int INTERRUPTING =5;

private static final int INTERRUPTED? =6;

通過(guò)構(gòu)造函數(shù)對(duì)state進(jìn)行賦值操作工窍，初始默認(rèn)值為0.

public FutureTask(Callable callable) {

if (callable ==null)

throw new NullPointerException();

? ? this.callable = callable;

? ? this.state =NEW;? ? ? // ensure visibility of callable

}

get（）方法的具體實(shí)現(xiàn)，通過(guò)判斷starte是否是完成狀態(tài)前酿，如果state的值小于1患雏，則調(diào)用awaitDone進(jìn)行等待，其中awaitDone（）方法有倆個(gè)值罢维，第一個(gè)參數(shù)是否使用等待時(shí)間淹仑，如果設(shè)置false，線程沒(méi)有執(zhí)行完畢肺孵，則一致阻塞在哪里匀借。第二個(gè)參數(shù)是設(shè)置等待的時(shí)間，與第一個(gè)結(jié)合使用悬槽。

? ??????public V get()throws InterruptedException, ExecutionException {

????????????int s =state;

? ? ????????if (s <=COMPLETING)

????????????????s = awaitDone(false, 0L);

? ? ????????????return report(s);

????????}

然后我們?cè)诳碼waitDone()方法的具體實(shí)現(xiàn)怀吻。我們可以看到，首先通過(guò)一個(gè)無(wú)限循化是判斷線程是否被中斷初婆，如果沒(méi)有被中斷蓬坡，則s的值賦值為2.

然后繼續(xù)與COMPLETING進(jìn)行比較，如果大于COMPLETING磅叛，并且WaitNode 為mull則直接返回state的當(dāng)前值屑咳。

private int awaitDone(boolean timed, long nanos)

throws InterruptedException {

final long deadline = timed ? System.nanoTime() + nanos :0L;

? ? WaitNode?q =null;

? ? boolean queued =false;

? ? for (;;) {

if (Thread.interrupted()) {

removeWaiter(q);

? ? ? ? ? ? throw new InterruptedException();

? ? ? ? }

int s =state;

? ? ? ? if (s >COMPLETING) {

if (q !=null)

q.thread =null;

? ? ? ? ? ? return s;

? ? ? ? }

else if (s ==COMPLETING)// cannot time out yet

? ? ? ? ? ? Thread.yield();

? ? ? ? else if (q ==null)

q =new WaitNode();

? ? ? ? else if (!queued)

queued =UNSAFE.compareAndSwapObject(this, waitersOffset,

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? q.next =waiters, q);

? ? ? ? else if (timed) {

nanos = deadline - System.nanoTime();

? ? ? ? ? ? if (nanos <=0L) {

removeWaiter(q);

? ? ? ? ? ? ? ? return state;

? ? ? ? ? ? }

LockSupport.parkNanos(this, nanos);

? ? ? ? }

else

? ? ? ? ? ? LockSupport.park(this);

? ? }

}

接下來(lái)我們看isDone（）方法，該方法主要是獲取當(dāng)前線程的運(yùn)行狀態(tài)結(jié)果弊琴，如果該線程運(yùn)行結(jié)束則返回true兆龙，其中線程的結(jié)束有多種方式，包括線程的取消敲董、異匙匣剩或者正常結(jié)束都是線程的運(yùn)行結(jié)束狀態(tài)，在這里有好多初學(xué)者認(rèn)為時(shí)只有線程正常運(yùn)行結(jié)束后腋寨，才返回true聪铺，這是不正常的，尤其涉及線程運(yùn)行結(jié)束獲取結(jié)果進(jìn)行判斷時(shí)萄窜，一定要注意铃剔，下面我們通過(guò)多個(gè)例子進(jìn)行演示獲取當(dāng)前線程運(yùn)行結(jié)果狀態(tài)撒桨。

public class TestIsDone {

public static void main(String[] args)throws InterruptedException {

ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

? ? ? ? Future future = executorService.submit(()->{

System.out.println("thread starting ....");

? ? ? ? });

? ? ? ? Boolean flag =false;

? ? ? do {

flag = future.isDone();

? ? ? ? ? System.out.println(flag);

? ? ? }while (!flag);

? ? }

}

首先我們通過(guò)Executors類創(chuàng)建個(gè)線程池，Executors后期我們會(huì)講解键兜，他采用的是工廠方法模式凤类。然后將線程提交到線程池，并將結(jié)果返回到Future中普气，在線程中我們只做個(gè)一個(gè)輸出“thread starting谜疤。。现诀【ソ兀”。接下來(lái)我們獲取當(dāng)前線程運(yùn)行的結(jié)果狀態(tài)赶盔，在這里我為了方便顯示不同情況下獲取線程運(yùn)行狀態(tài)結(jié)果，通過(guò)一個(gè)循環(huán)獲取每次isDone（）執(zhí)行的結(jié)果榆浓，通過(guò)控制臺(tái)我們可以看到于未，線程在運(yùn)行過(guò)程中，第一次獲取false陡鹃，這是由于異步執(zhí)行過(guò)程中烘浦，第一次循序時(shí)，線程沒(méi)有結(jié)束萍鲸，所有獲取的結(jié)果為false闷叉，第二次循環(huán)中，線程已經(jīng)執(zhí)行完畢脊阴，所以獲取的結(jié)果為true握侧。在實(shí)際運(yùn)行中，不同電腦可能循環(huán)的次數(shù)不同嘿期。

在上面我們提到過(guò)品擎，獲取線程結(jié)束狀態(tài)，他包含的不單是正常結(jié)束的線程返回true备徐，取消的線程萄传，異常終止的線程也會(huì)返回true，總之一句話蜜猾，就是線程結(jié)束了秀菱，那么他就會(huì)返回true，具體是怎么結(jié)束的蹭睡，這不是他關(guān)注的衍菱，下面我們通過(guò)修改上面的程序，在線程運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行取消棠笑，然后獲取線程的狀態(tài)梦碗。

package concurrent.d;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.Future;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestIsDone_2 {

public static void main(String[] args) {

ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

? ? ? ? Future future = executorService.submit(()->{

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

try {

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

? ? ? ? ? ? ? ? }catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

? ? ? ? ? ? ? ? }

System.out.println(i);

? ? ? ? ? ? }

});

? ? ? ? System.out.println("獲取當(dāng)前線程運(yùn)行結(jié)果狀態(tài) "+future.isDone());

? ? ? ? future.cancel(true);

? ? ? ? System.out.println("線程取消后獲取當(dāng)前線程運(yùn)行結(jié)果狀態(tài) "+ future.isDone());

? ? }

}

上面的程序我提交一個(gè)線程到線程池。為了在線程執(zhí)行過(guò)程中我們能很直觀的看到線程執(zhí)行狀態(tài)，我在循環(huán)打印1到100數(shù)據(jù)的時(shí)候洪规，沒(méi)次間隔1秒印屁，然后我們獲取當(dāng)前線程是否處于完成狀態(tài)，在第一次執(zhí)行中斩例，我們可以看到通過(guò)isDone方法返回false雄人，表示當(dāng)前線程正常執(zhí)行，接著我們運(yùn)行cancel（）方法取消當(dāng)前的線程念赶，然后在通過(guò)isDone（）方法獲取當(dāng)前線程的運(yùn)行狀態(tài)础钠，結(jié)果返回為true，通過(guò)上述示例我們可以看到isDone()方法返回當(dāng)前線程運(yùn)行的結(jié)果狀態(tài)叉谜，在返回ture的時(shí)候旗吁，他不但包含了線程的正常結(jié)束情況，也包括線程的取消或者異常情況停局。

最后一個(gè)方法我們來(lái)討論一下isCancelled() 方法很钓，該方法表示在實(shí)際業(yè)務(wù)中用來(lái)判斷一個(gè)線程或者一個(gè)任務(wù)是否在完成前進(jìn)行取消。

講在最后：在接下來(lái)的幾個(gè)章節(jié)中董栽，我會(huì)用簡(jiǎn)單的例子把常用的函數(shù)功能進(jìn)行詳細(xì)解析透徹码倦，隨著進(jìn)一步的深入，我們將實(shí)際業(yè)務(wù)中的示例帶入進(jìn)來(lái)锭碳，讓大家更加明了袁稽。