Java异步编排使用线程池系统线程数太多没释放 java 线程异步

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kcoufee 2024-07-10 21:32:31

文章标签 多线程并发 java 缓存 文章分类 Java 后端开发

先明确一下几个概念：
1.

多线程：一个程序（进程）在运行的时候产生了不止一个线程。
并行：多个CUP或多台机器同时运行一段逻辑，真正的同时进行。
并发：通过CPU调度算法（如时间片），让用户看上去是在同时进行。
线程安全：在并发的情况下，线程调度不会影响程序执行的结果。反过来，线程不安全时，线程调度可能会导致变量等修改混乱，影响最终执行结果的正确性。
同步：java中的同步是指通过人为的控制，使多线程运行正确，得出正确的结果。

2.volatile：
首先，多线程模型分为：main memory，working memory。

多线程是会缓存的，所以多线程中的变量最可能遇到的问题是：变量被不同线程修改的读值问题。（如：a变量已经被b线程修改了，但是因为a变量之前已经被缓存过，所以之后c线程读取到的a还是缓存的旧值）。

基于这种情况，volatile关键字的作用就是：不去缓存，直接取值。

更详细的说就是：通常在处理数据时，线程会把值从主存load到本地栈，完成操作后再save回去，如图。而volatile关键词的作用：每次针对该变量的操作都激发一次load and save。

Java异步编排使用线程池系统线程数太多没释放 java 线程异步_并发

3.基本线程类指的是：Thread类，Runnable接口，Callable接口。

Thread类实现了Runnable接口

启动一个线程的方法：

MyThread mythead = new MyThread()
mythread.start();

中断：中断会影响到线程的wait状态，sleep状态，join状态。被打断后的线程抛出InterruptedException异常。

Thread.interrupted()方法检查当前线程是否发生中断，返回boolean。

线程在synchronized获锁过程中不能被中断。

中断是一个状态！interrupt()方法只是将这个状态置为true而已。所以说正常运行的程序不去检测状态，就不会终止，而wait等阻塞方法会去检查并抛出异常。如果在正常运行的程序中添加while(!Thread.interrupted()) ，则同样可以在中断后离开代码体。

不能在try catch结构的catch来获取线程的异常，可以在try结构中用thread.setUncaughtExceptionHandler(),在这个方法中重写uncaughtException()方法。
例：
Runnable：
与Thread类似。
Callable：
future模式：并发模式的一种，可以有两种形式，即无阻塞和阻塞，分别是isDone和get。其中Future对象用来存放该线程的返回值以及状态

ExecutorService e = Executors.newFixedThreadPool(3);

 //submit方法有多重参数版本，及支持callable也能够支持runnable接口类型.
Future future = e.submit(new myCallable());

future.isDone() //return true,false 无阻塞

future.get() // return 返回值，阻塞直到该线程运行结束

高级多线程类
接下来是实际项目中常用到的工具了，Java1.5提供了一个非常高效实用的多线程包:java.util.concurrent, 提供了大量高级工具,可以帮助开发者编写高效、易维护、结构清晰的Java多线程程序。

1.ThreadLocal类
作用：保存线程的独立变量。

2.原子类(AtomicInteger、AtomicBoolean……)
使用atomic wrapper class如atomicInteger，或者使用自己保证原子的操作，则等同于synchronized。
如：

//返回值为boolean
AtomicInteger.compareAndSet(int expect,int update)

AtomicReference
对于AtomicReference 来讲，也许对象会出现，属性丢失的情况，即oldObject == current，但是oldObject.getPropertyA != current.getPropertyA。
这时候，AtomicStampedReference就派上用场了。这也是一个很常用的思路，即加上版本号。

3.Lock类
在java.util.concurrent里有三个实现：

ReentrantLock
ReentrantReadWriteLock.ReadLock
ReentrantReadWriteLock.WriteLock

主要目的是和synchronized一样，两者都是为了解决同步问题，处理资源争端而产生的技术。功能类似但有一些区别。

lock更灵活，可以自由定义多把锁的枷锁解锁顺序（synchronized要按照先加的后解顺序）
提供多种加锁方案，lock 阻塞式, trylock 无阻塞式, lockInterruptily 可打断式，还有trylock的带超时时间版本。
本质上和监视器锁（即synchronized是一样的）
能力越大，责任越大，必须控制好加锁和解锁，否则会导致灾难。
和Condition类的结合性能更强大。

ReentrantLock　　　　
可重入的意义在于持有锁的线程可以继续持有，并且要释放对等的次数后才真正释放该锁。
使用方法是：

1.先new一个实例

ReentrantLock r=new ReentrantLock();

2.加锁

r.lock()或r.lockInterruptibly();

此处也是个不同，后者可被打断。当a线程lock后，b线程阻塞，此时如果是lockInterruptibly，那么在调用b.interrupt()之后，b线程退出阻塞，并放弃对资源的争抢，进入catch块。（如果使用后者，必须throw interruptable exception 或catch）

3.释放锁

r.unlock()

必须做！何为必须做呢，要放在finally里面。以防止异常跳出了正常流程，导致灾难。这里补充一个小知识点，finally是可以信任的：经过测试，哪怕是发生了OutofMemoryError，finally块中的语句执行也能够得到保证。

ReentrantReadWriteLock

可重入读写锁（读写锁的一个实现）

ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock()
　　ReadLock r = lock.readLock();
　　WriteLock w = lock.writeLock();

两者都有lock,unlock方法。写写，写读互斥；读读不互斥。可以实现并发读的高效线程安全代码

4.容器类
这里就讨论比较常用的两个：

BlockingQueue
ConcurrentHashMap

BlockingQueue
阻塞队列。该类是java.util.concurrent包下的重要类，通过对Queue的学习可以得知，这个queue是单向队列，可以在队列头添加元素和在队尾删除或取出元素。类似于一个管　道，特别适用于先进先出策略的一些应用场景。普通的queue接口主要实现有PriorityQueue（优先队列），有兴趣可以研究

BlockingQueue在队列的基础上添加了多线程协作的功能：

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