文章目录
java.util.concurrent简介
java.util.concurrent包提供了很多有用的类，方便我们进行并发程序的开发。本文将会做一个总体的简单介绍。
主要的组件
java.util.concurrent包含了很多内容， 本文将会挑选其中常用的一些类来进行大概的说明：
- Executor
- ExecutorService
- ScheduledExecutorService
- Future
- CountDownLatch
- CyclicBarrier
- Semaphore
- ThreadFactory
Executor
Executor是一个接口，它定义了一个execute方法，这个方法接收一个Runnable，并在其中调用Runnable的run方法。
我们看一个Executor的实现：
public class Invoker implements Executor {
@Override
public void execute(Runnable r) {
r.run();
}
}
现在我们可以直接调用该类中的方法：
public void execute() {
Executor executor = new Invoker();
executor.execute( () -> {
log.info("{}", Thread.currentThread().toString());
});
}
注意，Executor并不一定要求执行的任务是异步的。
ExecutorService
如果我们真正的需要使用多线程的话，那么就需要用到ExecutorService了。
ExecutorService管理了一个内存的队列，并定时提交可用的线程。
我们首先定义一个Runnable类：
public class Task implements Runnable {
@Override
public void run() {
// task details
}
}
我们可以通过Executors来方便的创建ExecutorService：
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
上面创建了一个ThreadPool， 我们也可以创建单线程的ExecutorService：
ExecutorService executor =Executors.newSingleThreadExecutor();
我们这样提交task：
public void execute() {
executor.submit(new Task());
}
因为ExecutorService维持了一个队列，所以它不会自动关闭， 我们需要调用executor.shutdown() 或者executor.shutdownNow()来关闭它。
如果想要判断ExecutorService中的线程在收到shutdown请求后是否全部执行完毕，可以调用如下的方法：
try {
executor.awaitTermination( 5l, TimeUnit.SECONDS );
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
ScheduledExecutorService
ScheduledExecutorService和ExecutorService很类似，但是它可以周期性的执行任务。
我们这样创建ScheduledExecutorService：
ScheduledExecutorService executorService
= Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
executorService的schedule方法，可以传入Runnable也可以传入Callable：
Future<String> future = executorService.schedule(() -> {
// ...
return "Hello world";
}, 1, TimeUnit.SECONDS);
ScheduledFuture<?> scheduledFuture = executorService.schedule(() -> {
// ...
}, 1, TimeUnit.SECONDS);
还有两个比较相近的方法：
scheduleAtFixedRate( Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit )
scheduleWithFixedDelay( Runnable command, long initialDelay, long delay, TimeUnit unit )
两者的区别是前者的period是以任务开始时间来计算的，后者是以任务结束时间来计算。
Future
Future用来获取异步执行的结果。可以调用cancel(boolean mayInterruptIfRunning) 方法来取消线程的执行。
我们看下怎么得到一个Future对象：
public void invoke() {
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
Future<String> future = executorService.submit(() -> {
// ...
Thread.sleep(10000l);
return "Hello world";
});
}
我们看下怎么获取Future的结果：
if (future.isDone() && !future.isCancelled()) {
try {
str = future.get();
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
future还可以接受一个时间参数，超过指定的时间，将会报TimeoutException。
try {
future.get(10, TimeUnit.SECONDS);
} catch (InterruptedException | ExecutionException | TimeoutException e) {
e.printStackTrace();
}
CountDownLatch
CountDownLatch是一个并发中很有用的类，CountDownLatch会初始化一个counter，通过这个counter变量，来控制资源的访问。我们会在后面的文章详细介绍。
CyclicBarrier
CyclicBarrier和CountDownLatch很类似。CyclicBarrier主要用于多个线程互相等待的情况，可以通过调用await() 方法等待，知道达到要等的数量。
public class Task implements Runnable {
private CyclicBarrier barrier;
public Task(CyclicBarrier barrier) {
this.barrier = barrier;
}
@Override
public void run() {
try {
LOG.info(Thread.currentThread().getName() +
" is waiting");
barrier.await();
LOG.info(Thread.currentThread().getName() +
" is released");
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public void start() {
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3, () -> {
// ...
LOG.info("All previous tasks are completed");
});
Thread t1 = new Thread(new Task(cyclicBarrier), "T1");
Thread t2 = new Thread(new Task(cyclicBarrier), "T2");
Thread t3 = new Thread(new Task(cyclicBarrier), "T3");
if (!cyclicBarrier.isBroken()) {
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
Semaphore
Semaphore包含了一定数量的许可证，通过获取许可证，从而获得对资源的访问权限。通过 tryAcquire()来获取许可，如果获取成功，许可证的数量将会减少。
一旦线程release()许可，许可的数量将会增加。
我们看下怎么使用：
static Semaphore semaphore = new Semaphore(10);
public void execute() throws InterruptedException {
LOG.info("Available permit : " + semaphore.availablePermits());
LOG.info("Number of threads waiting to acquire: " +
semaphore.getQueueLength());
if (semaphore.tryAcquire()) {
try {
// ...
}
finally {
semaphore.release();
}
}
}
ThreadFactory
ThreadFactory可以很方便的用来创建线程：
public class ThreadFactoryUsage implements ThreadFactory {
private int threadId;
private String name;
public ThreadFactoryUsage(String name) {
threadId = 1;
this.name = name;
}
@Override
public Thread newThread(Runnable r) {
Thread t = new Thread(r, name + "-Thread_" + threadId);
log.info("created new thread with id : " + threadId +
" and name : " + t.getName());
threadId++;
return t;
}
}
本文的例子可以参考https://github.com/ddean2009/learn-java-concurrency/tree/master/concurrent-overview
更多教程请参考 flydean的博客