Java：多线程：查看堆栈 / FutureTask / 非阻塞 / wait()&notify() / Executor·源栈课堂·一起帮

Java：多线程：查看堆栈 / FutureTask / 非阻塞 / wait()&notify() / Executor

当前系列： Java语法

当前线程

还可以查看线程中的堆栈信息：

StackTraceElement[] stacks = current.getStackTrace();
for (int i = 0; i < stacks.length; i++) {
	System.out.println(stacks[i]);
}

另外，在调试的时候，可以直接输出当前线程的堆栈信息：

Thread.dumpStack();

坑：run() vs start()

new一个线程对象时传入的是Runnable对象，Thread本身也是实现了Runnable的。

注意不要混淆：

run()：只是在当前线程上运行
start()：才会开启一个新的线程。所谓“开启”，并非立即执行，而是线程状态就绪（ready），等待CPU调度。

演示：

源代码：native start0()
当前线程id和Name
Thread.currentThread().getName()

获取线程运行结果

Callable和FutureTask

runnable是没有返回值的。

如果我们希望获得新线程方法运行后的返回值，需要：

给Thread()一个FutureTask的对象。演示：FutureTask已实现了Runnable
而FutureTask对象的生成，需要一个Callable对象

Callable<Integer> getAge = ()-> 23;		
FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(getAge);
new Thread(ft).start();    //不要忘了调用start()启动新线程

最后，调用get()方法获得结果：

System.out.println(ft.get());

CompletableFuture

上述get()方法是线程阻塞的，即：每次执行get()方法，都会让线程停下来等待运行结果。

for (i = 0; i < 10; i++) {
	Callable<Integer> getAge = ()-> {
		System.out.println(Thread.currentThread().getId() + "-" + i);
		return i;
	} ;	
	FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(getAge);
	new Thread(ft).start();    //不要忘了调用start()启动新线程
	
	System.out.println(ft.get());	//阻塞

演示：上述代码运行之后会形成类似于“同步”的结果

这样不利于发挥多线程异步并发的优势，所以Java 8开始，推出了非阻塞的CompletableFuture：

CompletableFuture<Integer> cf = CompletableFuture
		.supplyAsync(() -> {
			System.out.println(
					Thread.currentThread().getId() + "-" + i);
			return i;
		});

//cf运行完成之后会执行该lambda表达式
//r代表cf的运行结果
cf.thenAccept(r -> {
	System.out.println(Thread.currentThread().getId() + "*" + r);
});

System.out.println("-------------");

演示：没有阻塞出现，结果又“乱七八糟”了，^_^

继承Thread

我们可以声明一个类继承自Thread，重写run()方法

class greet extends Thread{
	@Override
	public void run() {

此后，调用该类实例对象的start()方法时，就会开启一个新线程，在新线程中运行其run()方法。

但我们不推荐这种方法，首先是有点怪异，其次是不能很方便的让线程返回一个值。

@想一想@：能不能这样？

在Thread子类里面：

public int age;

public void run() {
	age = 23;

然后，在外面这样调用：

greet r = new greet();
r.start();
System.out.println(r.age);

不行的！因为多线程的异步执行。

线程同步

synchronized还可以直接修饰方法，之前的写法可以直接写成：

public synchronized void run() {
        i = 0;

虽然synchronized标注在方法前面，但锁住的仍然是当前对象。

方法还可以是静态的，比如：

public synchronized static void recover() {

这时候，锁住的是整个类，等同于：

public static void recover() {
	synchronized (Student.class) {

本质上，类锁还是由对象锁实现的（*.class仍然是一个对象）。且JVM中类对象始终只有一个，所以类锁会阻塞所有视图通过类来访问当前资源的线程。

但类锁不影响对象锁。

wait()和notify()

在Object中还定义了两个方法。但这两个方法不是任何类都可以调用的，

演示：运行报错：

必须在 synchronized 块中才能调用wait()和notify()方法。因为：

synchronized 块中才有锁
调用wait()，会阻塞当前线程，释放线程锁，让其他/调用线程可以使用当前资源（继续执行）；notify()是wait()的逆操作

public void run() {
	synchronized (this) { // 锁住了当前对象
		System.out.println("before wait");
		this.wait();
		System.out.println("after wait");

public synchronized void recover() {
	this.notify();

Student atai = new Student();
Thread thread = new Thread(atai);
thread.start();
System.out.println("--------");
//atai.recover();

对比演示：假如不调用recover

对比sleep()和join()：

sleep()不涉及锁，就是阻塞当前线程一段时间
join()通过调用线程的wait方法来达到同步的目的（演示：源代码，理解的关键是知道是谁在调用wait()方法）

线程池

首先创建了一个固定长度为5的线程池

ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5);

然后就可以用service调用execute()方法：

for (i = 0; i < 10; i++) {
	service.execute(()->{
		System.out.println(Thread.currentThread().getId()+ ":" +i);
	});		
}

Executors是一个线程池工厂，提供了很多的工厂方法，可以创建的线程池包括：

newFixedThreadPool(int nThreads)：固定数量的线程池，无空闲线程时任务在队列中等待
newCachedThreadPool()：带缓存的线程池，线程池大小无限制，可以智能的添加新线程/回收部分空闲的线程
newScheduledThreadPool(int corePoolSize)：线程池大小无限制，定时调度的线程池
newSingleThreadExecutor()：单一线程的线程池
newWorkStealingPool()：当某个线程的任务队列中没有可执行任务的时候，从其他线程的任务队列中窃取任务来执行（ForkJoinPool）

演示：不同的线程池使用了不同的线程……

submit()

如果要执行的是有返回值的方法，就需要：

调用submit()方法，
传入Callable对象，
拿到返回的Future对象

Future<Integer> task = service.submit(()->{
	System.out.println(Thread.currentThread().getId()+ ":" +i);
	return i;
});

再调用task.get()方法，就能拿到运行结果。

invokeXXX()

一次性的、并发的使用多个线程，执行多个任务。

多个任务用Collection<? extends Callable<T>> tasks封装：

Collection<Callable<String>> tasks = new ArrayList<>();
tasks.add(()->"源栈欢迎你");
tasks.add(()->"大神小班，拎包入住");

invokeAll：执行所有方法，返回Future列表：

List<Future<String>> fs = service.invokeAll(tasks);

invokeAny：执行任意一个callable，返回其结果：

String any = service.invokeAny(tasks);

作业

按以下要求完成J&C：多线程中的作业：

尝试非阻塞的读取newEmail.txt文件（参考：Java NIO）关键字：AsynchronousFileChannel / CompletionHandler等
尽可能的练习所学知识，比如：
1. 根据具体情况，分别使用lambda、实现Runnable或继承Thread自定义类构建新开线程
2. 既有手动的开线程，也可以使用线程池