多线程

创建线程的四种方式

1、继承Thread

Thread01 thread = new Thread01();
thread.start();

2、实现Runable接口

Runable01 runable = new Runable();
new Thread(runable).start();

3、实现Callable接口 + FutureTask（可以拿到返回结果，可以处理异常）

Callable01 callable01 = new Callable01(); 
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new callable01());
new Thread(futureTask).start();
Integer result = futureTask.get(); // 阻塞等待，直到整个线程执行完成，获得返回结果

FutureTask源码

	public FutureTask(Callable<V> callable) {
        if (callable == null)
            throw new NullPointerException();
        this.callable = callable;
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
    }
	// Runnable也可以获得返回结果
    public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
        this.callable = Executors.callable(runnable, result);
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
    }

4、线程池 (最常用) ，应该将所有多线程异步任务都交给线程池执行

Excutors（少用）

    public static ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

原生ThreadExcutorPool（常用）

7大参数源码

 /**
     * @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even
     *        if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set
     * @param maximumPoolSize the maximum number of threads to allow in the
     *        pool
     * @param keepAliveTime when the number of threads is greater than
     *        the core, this is the maximum time that excess idle threads
     *        will wait for new tasks before terminating.
     * @param unit the time unit for the {@code keepAliveTime} argument
     * @param workQueue the queue to use for holding tasks before they are
     *        executed.  This queue will hold only the {@code Runnable}
     *        tasks submitted by the {@code execute} method.
     * @param threadFactory the factory to use when the executor
     *        creates a new thread
     * @param handler the handler to use when execution is blocked
     *        because the thread bounds and queue capacities are reached
     */
    public ThreadPoolExecutor(
        int corePoolSize, // 核心线程数，创建好就准备就绪的线程数量，一直存在，空闲也不会被释放，除非设置allowCoreThreadTimeOut
        int maximumPoolSize, // 最大线程数量，用于控制资源，空闲线程超过指定的keepAliveTime时间会被释放
        long keepAliveTime, // 存活时间。如果当前的线程数大于核心线程数，那么只要线程空闲时间大于指定keepAliveTime，就释放该线程
        TimeUnit unit, // 存活时间的时间单位
        BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 阻塞式工作队列，如果任务很多，就会将多的任务放进该队列，只要有线程空闲就会去队列取新任务执行
        ThreadFactory threadFactory, // 线程的创建工厂
        RejectedExecutionHandler handler  // 如果workQueue工作队列满了，按照指定的handler方法执行拒绝策略执行任务 
    )

开发中一般只用使用线程池ThreadExecutorPool，可以降低线程创建和销毁带来的性能损耗、提高响应速度、提高线程可管理性

线程池原理

其实java线程池的实现原理很简单，说白了就是一个线程集合workerSet和一个阻塞队列workQueue。当用户向线程池提交一个任务(也就是线程)时，线程池会先将任务放入workQueue中。workerSet中的线程会不断的从workQueue中获取线程然后执行。当workQueue中没有任务的时候，worker就会阻塞，直到队列中有任务了就取出来继续执行。

corePoolSize: 规定线程池有几个线程(worker)在运行。
maximumPoolSize: 当workQueue满了,不能添加任务的时候，这个参数才会生效。规定线程池最多只能有多少个线程(worker)在执行。
keepAliveTime: 超出corePoolSize大小的那些线程的生存时间,这些线程如果长时间没有执行任务并且超过了keepAliveTime设定的时间，就会消亡。
unit: 生存时间对于的单位
workQueue: 存放任务的队列
threadFactory: 创建线程的工厂
handler: 当workQueue已经满了，并且线程池线程数已经达到maximumPoolSize，将执行拒绝策略。

任务提交后的流程分析

用户通过submit提交一个任务。线程池会执行如下流程:

判断当前运行的worker数量是否超过corePoolSize, 如果不超过corePoolSize。就创建一个worker直接执行该任务。—— 线程池最开始是没有worker在运行的
如果正在运行的worker数量超过或者等于corePoolSize,那么就将该任务加入到workQueue队列中去。
如果workQueue队列满了,也就是offer方法返回false的话，就检查当前运行的worker数量是否小于maximumPoolSize,如果小于就创建一个worker直接执行该任务。
如果当前运行的worker数量是否大于等于maximumPoolSize，那么就执行RejectedExecutionHandler来拒绝这个任务的提交。

源码解析

我们先来看一下ThreadPoolExecutor中的几个关键属性。

//这个属性是用来存放 当前运行的worker数量以及线程池状态的
//int是32位的，这里把int的高3位拿来充当线程池状态的标志位,后29位拿来充当当前运行worker的数量
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
//存放任务的阻塞队列
private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;
//worker的集合,用set来存放
private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();
//历史达到的worker数最大值
private int largestPoolSize;
//当队列满了并且worker的数量达到maxSize的时候,执行具体的拒绝策略
private volatile RejectedExecutionHandler handler;
//超出coreSize的worker的生存时间
private volatile long keepAliveTime;
//常驻worker的数量
private volatile int corePoolSize;
//最大worker的数量,一般当workQueue满了才会用到这个参数
private volatile int maximumPoolSize;

1. 提交任务相关源码

下面是execute方法的源码

public void execute(Runnable command) {
        if (command == null)
            throw new NullPointerException();
        int c = ctl.get();
        //workerCountOf(c)会获取当前正在运行的worker数量
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            //如果workerCount小于corePoolSize,就创建一个worker然后直接执行该任务
            if (addWorker(command, true))
                return;
            c = ctl.get();
        }
        //isRunning(c)是判断线程池是否在运行中,如果线程池被关闭了就不会再接受任务
        //后面将任务加入到队列中
        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
            //如果添加到队列成功了,会再检查一次线程池的状态
            int recheck = ctl.get();
            //如果线程池关闭了,就将刚才添加的任务从队列中移除
            if (! isRunning(recheck) && remove(command))
                //执行拒绝策略
                reject(command);
            else if (workerCountOf(recheck) == 0)
                addWorker(null, false);
        }
        //如果加入队列失败,就尝试直接创建worker来执行任务
        else if (!addWorker(command, false))
            //如果创建worker失败,就执行拒绝策略
            reject(command);
}

添加worker的方法addWorker源码

private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
        retry:
        //使用自旋+cas失败重试来保证线程竞争问题
        for (;;) {
            //先获取线程池的状态
            int c = ctl.get();
            int rs = runStateOf(c);

            // 如果线程池是关闭的,或者workQueue队列非空,就直接返回false,不做任何处理
            if (rs >= SHUTDOWN &&
                ! (rs == SHUTDOWN &&
                   firstTask == null &&
                   ! workQueue.isEmpty()))
                return false;

            for (;;) {
                int wc = workerCountOf(c);
                //根据入参core 来判断可以创建的worker数量是否达到上限,如果达到上限了就拒绝创建worker
                if (wc >= CAPACITY ||
                    wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
                    return false;
                //没有的话就尝试修改ctl添加workerCount的值。这里用了cas操作,如果失败了下一个循环会继续重试,直到设置成功
                if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
                    //如果设置成功了就跳出外层的那个for循环
                    break retry;
                //重读一次ctl,判断如果线程池的状态改变了,会再重新循环一次
                c = ctl.get();  // Re-read ctl
                if (runStateOf(c) != rs)
                    continue retry;
            }
        }

        boolean workerStarted = false;
        boolean workerAdded = false;
        Worker w = null;
        try {
            final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
            //创建一个worker,将提交上来的任务直接交给worker
            w = new Worker(firstTask);
            final Thread t = w.thread;
            if (t != null) {
                //加锁,防止竞争
                mainLock.lock();
                try {
                    int c = ctl.get();
                    int rs = runStateOf(c);
                    //还是判断线程池的状态
                    if (rs < SHUTDOWN ||
                        (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
                        //如果worker的线程已经启动了,会抛出异常
                        if (t.isAlive()) 
                              throw new IllegalThreadStateException();
                        //添加新建的worker到线程池中
                        workers.add(w);
                        int s = workers.size();
                        //更新历史worker数量的最大值
                        if (s > largestPoolSize)
                            largestPoolSize = s;
                        //设置新增标志位
                        workerAdded = true;
                    }
                } finally {
                    mainLock.unlock();
                }
                //如果worker是新增的,就启动该线程
                if (workerAdded) {
                    t.start();
                     //成功启动了线程,设置对应的标志位
                    workerStarted = true;
                }
            }
        } finally {
            //如果启动失败了,会触发执行相应的方法
            if (! workerStarted)
                addWorkerFailed(w);
        }
        return workerStarted;
}

2. Worker的结构

Worker是ThreadPoolExecutor内部定义的一个内部类。我们先看一下Worker的继承关系

private final class Worker extends AbstractQueuedSynchronizer implements Runnable

它实现了Runnable接口,所以可以拿来当线程用。同时它还继承了AbstractQueuedSynchronizer同步器类,主要用来实现一个不可重入的锁。

一些属性还有构造方法:

//运行的线程,前面addWorker方法中就是直接通过启动这个线程来启动这个worker
final Thread thread;
//当一个worker刚创建的时候,就先尝试执行这个任务
Runnable firstTask;
//记录完成任务的数量
volatile long completedTasks;
Worker(Runnable firstTask) {
            setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker
            this.firstTask = firstTask;
            //创建一个Thread,将自己设置给他,后面这个thread启动的时候,也就是执行worker的run方法
            this.thread = getThreadFactory().newThread(this);
}

worker的run方法

public void run() {
            //这里调用了ThreadPoolExecutor的runWorker方法
            runWorker(this);
}

ThreadPoolExecutor的runWorker方法

final void runWorker(Worker w) {
        //获取当前线程
        Thread wt = Thread.currentThread();
        Runnable task = w.firstTask;
        w.firstTask = null;
        //执行unlock方法,允许其他线程来中断自己
        w.unlock(); // allow interrupts
        boolean completedAbruptly = true;
        try {
            //如果前面的firstTask有值,就直接执行这个任务
            //如果没有具体的任务,就执行getTask()方法从队列中获取任务
            //这里会不断执行循环体,除非线程中断或者getTask()返回null才会跳出这个循环
            while (task != null || (task = getTask()) != null) {
                //执行任务前先锁住,这里主要的作用就是给shutdown方法判断worker是否在执行中的
                //shutdown方法里面会尝试给这个线程加锁,如果这个线程在执行,就不会中断它
                w.lock();
               //判断线程池状态,如果线程池被强制关闭了,就马上退出
                if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                     (Thread.interrupted() &&
                      runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                    !wt.isInterrupted())
                    wt.interrupt();
                try {
                    //执行任务前调用。预留的方法,可扩展
                    beforeExecute(wt, task);
                    Throwable thrown = null;
                    try {
                        //真正的执行任务
                        task.run();
                    } catch (RuntimeException x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Error x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Throwable x) {
                        thrown = x; throw new Error(x);
                    } finally {
                       //执行任务后调用。预留的方法,可扩展
                        afterExecute(task, thrown);
                    }
                } finally {
                    task = null;
                    //记录完成的任务数量
                    w.completedTasks++;
                    w.unlock();
                }
            }
            completedAbruptly = false;
        } finally {
            processWorkerExit(w, completedAbruptly);
        }
}

下面来看一下getTask()方法，这里面涉及到keepAliveTime的使用，从这个方法我们可以看出先吃池是怎么让超过corePoolSize的那部分worker销毁的。

private Runnable getTask() {
        boolean timedOut = false; 

        for (;;) {
            int c = ctl.get();
            int rs = runStateOf(c);

            // 如果线程池已经关闭了,就直接返回null,
            //如果这里返回null,调用的那个worker就会跳出while循环,然后执行完销毁线程
            //SHUTDOWN状态表示执行了shutdown()方法
            //STOP表示执行了shutdownNow()方法
            if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
                decrementWorkerCount();
                return null;
            }
            //获取当前正在运行中的worker数量
            int wc = workerCountOf(c);

            // 如果设置了核心worker也会超时或者当前正在运行的worker数量超过了corePoolSize,就要根据时间判断是否要销毁线程了
            //其实就是从队列获取任务的时候要不要设置超时间时间,如果超过这个时间队列还没有任务进来,就会返回null
            boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
            
            //如果上一次循环从队列获取到的未null,这时候timedOut就会为true了
            if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
                && (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
                //通过cas来设置WorkerCount,如果多个线程竞争,只有一个可以设置成功
                //最后如果没设置成功,就进入下一次循环,说不定下一次worker的数量就没有超过corePoolSize了,也就不用销毁worker了
                if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
                    return null;
                continue;
            }

            try {
                //如果要设置超时时间,就设置一下咯
                //过了这个keepAliveTime时间还没有任务进队列就会返回null,那worker就会销毁
                Runnable r = timed ?
                    workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
                    workQueue.take();
                if (r != null)
                    return r;
                //如果r为null,就设置timedOut为true
                timedOut = true;
            } catch (InterruptedException retry) {
                timedOut = false;
            }
        }
}

3. 添加Callable任务的实现源码

public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
        if (task == null) throw new NullPointerException();
        RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);
        execute(ftask);
        return ftask;
}

要添加一个有返回值的任务的实现也很简单。其实就是对任务做了一层封装，将其封装成Future，然后提交给线程池执行，最后返回这个future。
这里的 newTaskFor(task) 方法会将其封装成一个FutureTask类。
外部的线程拿到这个future，执行get()方法的时候,如果任务本身没有执行完，执行线程就会被阻塞，直到任务执行完。
下面是FutureTask的get方法

public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
        int s = state;
        //判断状态,如果任务还没执行完,就进入休眠,等待唤醒
        if (s <= COMPLETING)
            s = awaitDone(false, 0L);
        //返回值
        return report(s);
}

FutureTask中通过一个state状态来判断任务是否完成。当run方法执行完后,会将state状态置为完成，同时唤醒所有正在等待的线程。我们可以看一下FutureTask的run方法

public void run() {
        //判断线程的状态
        if (state != NEW ||
            !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
                                         null, Thread.currentThread()))
            return;
        try {
            Callable<V> c = callable;
            if (c != null && state == NEW) {
                V result;
                boolean ran;
                try {
                    //执行call方法
                    result = c.call();
                    ran = true;
                } catch (Throwable ex) {
                    result = null;
                    ran = false;
                    setException(ex);
                }
                if (ran)
                    //这个方法里面会设置返回内容,并且唤醒所以等待中的线程
                    set(result);
            }
        } finally {
            runner = null;
            int s = state;
            if (s >= INTERRUPTING)
                handlePossibleCancellationInterrupt(s);
        }
}

4. shutdown和shutdownNow方法的实现

shutdown方法会将线程池的状态设置为SHUTDOWN,线程池进入这个状态后,就拒绝再接受任务,然后会将剩余的任务全部执行完

public void shutdown() {
        final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
        mainLock.lock();
        try {
            //检查是否可以关闭线程
            checkShutdownAccess();
            //设置线程池状态
            advanceRunState(SHUTDOWN);
            //尝试中断worker
            interruptIdleWorkers();
             //预留方法,留给子类实现
            onShutdown(); // hook for ScheduledThreadPoolExecutor
        } finally {
            mainLock.unlock();
        }
        tryTerminate();
}

private void interruptIdleWorkers() {
        interruptIdleWorkers(false);
}

private void interruptIdleWorkers(boolean onlyOne) {
        final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
        mainLock.lock();
        try {
            //遍历所有的worker
            for (Worker w : workers) {
                Thread t = w.thread;
                //先尝试调用w.tryLock(),如果获取到锁,就说明worker是空闲的,就可以直接中断它
                //注意的是,worker自己本身实现了AQS同步框架,然后实现的类似锁的功能
                //它实现的锁是不可重入的,所以如果worker在执行任务的时候,会先进行加锁,这里tryLock()就会返回false
                if (!t.isInterrupted() && w.tryLock()) {
                    try {
                        t.interrupt();
                    } catch (SecurityException ignore) {
                    } finally {
                        w.unlock();
                    }
                }
                if (onlyOne)
                    break;
            }
        } finally {
            mainLock.unlock();
        }
}

shutdownNow做的比较绝，它先将线程池状态设置为STOP，然后拒绝所有提交的任务。最后中断左右正在运行中的worker,然后清空任务队列。

public List<Runnable> shutdownNow() {
        List<Runnable> tasks;
        final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
        mainLock.lock();
        try {
            checkShutdownAccess();
            //检测权限
            advanceRunState(STOP);
            //中断所有的worker
            interruptWorkers();
            //清空任务队列
            tasks = drainQueue();
        } finally {
            mainLock.unlock();
        }
        tryTerminate();
        return tasks;
}

private void interruptWorkers() {
        final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
        mainLock.lock();
        try {
            //遍历所有worker，然后调用中断方法
            for (Worker w : workers)
                w.interruptIfStarted();
        } finally {
            mainLock.unlock();
        }
}

CompletableFuture异步编排

创建异步对象

无回调结果的异步方法：CompletableFuture.runAsync(Runnable runnable, Executor executor)

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("main。。。start。。。");
        CompletableFuture.runAsync(() -> {
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());
            int i = 10 / 2;
            System.out.println("运行结果：" + i);
        }, executor);
        System.out.println("main。。。end。。。");
    }

带有回调结果的异步方法：CompletableFuture.supplyAsyn(Supplier supplier, Executor executor)

	public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println("main。。。start。。。");
        CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());
            int i = 10 / 2;
            System.out.println("运行结果：" + i);
            return i;
        }, executor);
        Integer integer = future.get();
        System.out.println("main。。。end。。。" + integer);
    }

计算完成时回调方法

方法完成后的感知 whenCompleteAsync 和 exceptionally

	public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println("main。。。start。。。");
        CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());
            int i = 10 / 0;
            System.out.println("运行结果：" + i);
            return i;
        }, executor).whenCompleteAsync((res, exception) -> {
            // 只能得到异常信息，无法修改返回数据
            System.out.println("异步任务完成了，结果是：" + res + "异常是：" + exception);
        }).exceptionally(throwable -> {
            // 可以获取异常信息，同时可以返回默认值
            return 10;  // 修改返回值future.get() 结果为10
        });
        Integer integer = future.get();
        System.out.println("main。。。end。。。" + integer);
    }
/** 结果：
    main。。。start。。。
    当前线程：11
    异步任务完成了，结果是：null异常是：java.util.concurrent.CompletionException: java.lang.ArithmeticException: / by zero
    main。。。end。。。10
**/

方法完成后的处理 handle

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());
            int i = 10 / 0;
            System.out.println("运行结果：" + i);
            return i;
        }, executor).handle((res, thr) -> {
            if(res != null) {
                return res * 2; // 修改future返回结果
            }
            if(thr != null) { // 异常
                return 0
            }
            return 0;
        });

线程串行化

1、thenRunAsync：不能获取到上一步执行结果，无返回值

CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());
    int i = 10 / 0;
    System.out.println("运行结果：" + i);
    return i;
}, executor).thenRunAsync(() -> {  // 没有返回值, 不能获取到上一步的执行结果
    System.out.println("任务2启动了。。");
}, executor);

2、thenAcceptAsync：能接收到上一步结果但无返回值

CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());
    int i = 10 / 0;
    System.out.println("运行结果：" + i);
    return i;
}, executor).thenAcceptAsync((res) -> {  // 没有返回值
    System.out.println("任务2启动了。。" + res);
}, executor);

3、thenApplAsyncy：能接收到上一步返回结果，也有返回值

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());
    int i = 10 / 0;
    System.out.println("运行结果：" + i);
    return i;
}, executor).thenApplyAsync((res) -> {  // 没有返回值
    System.out.println("任务2启动了。。" + res);
    return "hello" + res;
}, executor);

两任务组合

CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());
    int i = 10 / 4;
    System.out.println("运行结果：" + i);
    return i;
}, executor);
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    return "hello";
}, executor);

future1.runAfterBothAsync(future2, () -> { // 无法感知前两个任务的结果
    System.out.println("任务3开始。。");
}, executor);

future1.thenAcceptBothAsync(future2, (f1, f2) -> { // 能获取到前两个任务的结果
    System.out.println("任务3开始。。。之前的结果：" + f1 + "=>" +f2);
},executor);

// 既能获取到前两个任务的返回结果， 又能最终的返回结果future
CompletableFuture<String> future = future1.thenCombineAsync(future2, (f1, f2) -> {
            return f1 + ":" + f2 + "-> haha";
        }, executor);


// 两个任务只要有一个完成，就执行任务3, 不能接受结果，没有返回值
future1.runAfterEitherAsync(future2, () -> {  
            System.out.println("任务3开始。。。之前的结果：" + res);
        }, executor);


// 两个任务只要有一个完成，就执行任务3, 感知结果，自己没有返回值
future1.acceptEitherAsync(future2, (res) -> {
            System.out.println("任务3开始。。。之前的结果：" + res);
        }, executor);

// 两个任务只要有一个完成，就执行任务3, 既能感知结果，自己也有返回值
CompletableFuture<Object> future = future1.applyToEitherAsync(future2, res -> {
            System.out.println("任务3开始。。。之前的结果：" + res);
        }executor);

多任务组合操作

// 执行完所有任务才执行 allOf.get()
CompletableFuture<Void> allOf = CompletableFuture.allOf(future1, future2, future3);
System.out.println("main。。。end。。。" + allOf.get());
// 有一个执行完就执行 anyOf.get()
CompletableFuture<Object> anyOf = CompletableFuture.anyOf(future1, future2, future3);
System.out.println("main。。。end。。。" + anyOf.get());

Java异步实现

一、创建线程

 @Test
public void test0() throws Exception {
  System.out.println("main函数开始执行");
  Thread thread=new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
      System.out.println("===task start===");
      try {
        Thread.sleep(5000);
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
      System.out.println("===task finish===");
    }
  });

  thread.start();
  System.out.println("main函数执行结束");

}

二、Future

jdk8之前的实现方式，在JUC下增加了Future，从字面意思理解就是未来的意思，但使用起来却着实有点鸡肋，并不能实现真正意义上的异步，获取结果时需要阻塞线程，或者不断轮询。

@Test
public void test1() throws Exception {

    System.out.println("main函数开始执行");

    ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
    Future<Integer> future = executor.submit(new Callable<Integer>() {
        @Override
        public Integer call() throws Exception {

            System.out.println("===task start===");
            Thread.sleep(5000);
            System.out.println("===task finish===");
            return 3;
        }
    });
    //这里需要返回值时会阻塞主线程，如果不需要返回值使用是OK的。倒也还能接收
    //Integer result=future.get();
    System.out.println("main函数执行结束");

    System.in.read();

}

三、CompletableFuture

使用原生的CompletableFuture实现异步操作，加上对lambda的支持，可以说实现异步任务已经发挥到了极致。

 @Test
public void test2() throws Exception {
    System.out.println("main函数开始执行");
    ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
    CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {
        @Override
        public Integer get() {
            System.out.println("===task start===");
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("===task finish===");
            return 3;
        }
    }, executor);
    future.thenAccept(e -> System.out.println(e));
    System.out.println("main函数执行结束");
}

四、Spring的Async注解

使用spring实现异步需要开启注解，可以使用xml方式或者java config的方式。

xml方式： <task:annotation-driven />

<task:annotation-driven executor="executor" />
<task:executor id="executor"
        pool-size="2" 线程池的大小
        queue-capacity="100" 排队队列长度 
        keep-alive="120" 线程保活时间（单位秒）
        rejection-policy="CALLER_RUNS" 对拒绝的任务处理策略 />

java方式：

@EnableAsync
public class MyConfig {

    @Bean
    public TaskExecutor executor(){
        ThreadPoolTaskExecutor executor=new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(10); //核心线程数
        executor.setMaxPoolSize(20);  //最大线程数
        executor.setQueueCapacity(1000); //队列大小
        executor.setKeepAliveSeconds(300); //线程最大空闲时间
        executor.setThreadNamePrefix("fsx-Executor-"); //指定用于新创建的线程名称的前缀。
        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        return executor;
    }
}

（1）@Async

@Test
public void test3() throws Exception {
    System.out.println("main函数开始执行");
    myService.longtime();
    System.out.println("main函数执行结束");
}

 @Async
public void longtime() {
    System.out.println("我在执行一项耗时任务");
    try {
        Thread.sleep(5000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("完成");

}

（2）AsyncResult

如果需要返回值，耗时方法返回值用AsyncResult包装。

@Test
public void test4() throws Exception {
    System.out.println("main函数开始执行");
    Future<Integer> future=myService.longtime2();
    System.out.println("main函数执行结束");
    System.out.println("异步执行结果："+future.get());
}

 @Async
public Future<Integer> longtime2() {
    System.out.println("我在执行一项耗时任务");

    try {
        Thread.sleep(8000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    System.out.println("完成");
    return new AsyncResult<>(3);
}

线程池&异步编程

多线程