多线程进阶

Start开启线程源码分析

Thread.start开启线程

java">public class JUC01 {public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(() -> System.out.println("开启线程："+Thread.currentThread().getName()),"t1");t1.start();}
}

start方法源码

java">    public synchronized void start() {/*** This method is not invoked for the main method thread or "system"* group threads created/set up by the VM. Any new functionality added* to this method in the future may have to also be added to the VM.** A zero status value corresponds to state "NEW".*/if (threadStatus != 0)throw new IllegalThreadStateException();/* Notify the group that this thread is about to be started* so that it can be added to the group's list of threads* and the group's unstarted count can be decremented. */group.add(this);boolean started = false;try {start0();started = true;} finally {try {if (!started) {group.threadStartFailed(this);}} catch (Throwable ignore) {/* do nothing. If start0 threw a Throwable thenit will be passed up the call stack */}}}

start方法中调用start0方法,start0方法是native方法，底层使用c++编写

java">private native void start0();

总结：

java线程是通过start的方法启动执行的，主要内容在native方法start0中，openjdk的写JNI一般是一一对应的，Thread.java对应的就是Thread.c，start0其实就是JVM_StartThread。此时查看源代码可以看到在jvm.h中找到了声明，jvm.cpp中有实现。

jvm配合操作系统，底层由操作系统分配了一个原生的基础线程。

Future接口

Future是Java5新加的一个接口，它提供了一种异步并行计算的功能。如果主线程需要执行一个很耗时的计算任务，我们就可以通过Future把这个任务放到异步线程中执行。主线程继续处理其他任务或者先行结束，再通过Future获取计算结果。

FutureTask类

FutureTask实现了RunnableFuture接口，RunnableFuture接口实现了Runnable接口和Future接口，FutureTask有一个构造方法：FutureTask（Callable callable）

实现Runnable接口后，可以使用new Thread(Runnable r)开启多线程；

Future接口中有可以取消已启动的线程的方法；

FutureTask的构造方法FutureTask（Callable callable）使用构造注入的方式将Callable为自身所用，可以使用Callable接口的call方法编写多线程的逻辑，且call方法有返回值。

实例：

FutureTask的缺点：

get方法容易阻塞

一般建议将get方法放在程序后面，假如不愿意等待很长时间，可以使用get(long timeout, TimeUnit unit)设置超时自动离开。

isDone轮询会耗费无谓的cpu资源，而且也不见得能及时地得到计算结果。

结论：Future对于结果的获取不是很友好，只能通过阻塞或轮询的方式得到任务的结果。

CompletableFuture类

get方法阻塞的方式和异步编程的设计理念相违背，而轮询的方式会耗费无谓的CPU资源。因此，
JDK8设计出CompletableFuture。

CompletableFuture提供了一种观察者模式类似的机制，可以让任务执行完成后通知监听的一方。

在Java8中，CompletableFuture提供了非常强大的Future的扩展功能，可以帮助我们简化异步编程的复杂性，并且提供了函数式编程的能力，可以通过回调的方式处理计算结果，也提供了转换和组合 CompletableFuture的方法。它可能代表一个明确完成的Future，也有可能代表一个完成阶段(CompletionStage），它支持在计算完成以后触发一些函数或执行某些动作。

java">public class CompletableFuture<T> implements Future<T>, CompletionStage<T> {}

CompletionStage接口：

CompletionStage代表异步计算过程中的某一个阶段，一个阶段完成以后可能会触发另外一个阶段，有些类似Linux系统的管道分隔符传参数：

CompletionStage代表异步计算过程中的某一个阶段，一个阶段完成以后可能会触发另外一个阶段
一个阶段的计算执行可以是一个Function,Consumer或Runnable。比如：stage.thenApply(x -> square(x)).thenAccept(x -> System.out.print(x)).thenRun(() -> System.out.printin())
一个阶段的执行可能是被单个阶段的完成触发，也可能是由多个阶段一起触发

四个静态方法

尽量不要使用构造方法获得CompletableFuture对象，尽量使用四个静态方法获取。

返回值为Void

java">public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable)
public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable,Executor executor)

返回值为泛型U

java">public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier)
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier,Executor executor)

参数：

Executor：

没有传入指定的Executor，直接使用默认的ForkJoinPool.commonPool()作为它的线程池执行异步代码

如果指定线程池，则使用我们自定义的或者特别指定的线程池执行异步代码

Runnable：

传入Runnable的两个方法均无返回值

Supplier

供给型函数接口

实例：

runAsync方法不传入线程池

runAsync方法传入线程池

supplyAsync方法不传入线程池

CompletableFuture的使用

从Java8开始引入了CompletableFuture，它是Future的功能增强版，减少阻塞和轮询，可以传入回调对象，当异步务完成或者发生异常时，自动调用回调对象的回调方法。

实例：

java">import java.util.concurrent.*;public class JUC01 {public static void main(String[] args) {//创建线程池ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);try {CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "------come in");int result = ThreadLocalRandom.current().nextInt(10);try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("------1秒钟后出结果" + result);return result;}, threadPool)//当上一步（supplyAsync）运行结束时执行whenComplete分支，v表示上一步返回的结果，e表示上一步出现的异常//注意：无论上一步（supplyAsync）是否出现异常，都会执行whenComplete分支.whenComplete((v, e) -> {if (e == null) { //上一步不出现异常时执行System.out.println("------计算完成，更新系统UpdateValue：" + v);}})//当上一步（supplyAsync）出现异常时执行exceptionally分支，e表示上一步出现的异常.exceptionally(e -> {e.printStackTrace();System.out.println("异常情况：" + e.getCause() + "\t" + e.getMessage());return null;});System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程先去往其他任务");}catch (Exception e){e.printStackTrace();}finally {//关闭线程池threadPool.shutdown();}}
}