Java多线程/Java8多线程
2024-04-12 03:17:33
总述
- 线程和任务对应，程序员书写任务，线程负责执行任务
- 站在任务的角度，考虑任务的执行顺序
- 站在线程的角度，考虑线程的同步或异步
注意
- CompletableFuture使用的是ForkJoinPool线程池中的线程
- ForkJoinPool 线程池中的线程作为主线程的守护线程；主线程一旦停止，守护线程立马停止
介绍
CompletableFuture
- CompletableFuture.SupplyAsync(任务1).thenAsync(任务2)
- 括号中写的都是任务；其实代码中写的是静态的东西-任务和线程调度规则；线程是动态的
- 任务串行、线程异步；线程1执行任务1，线程2执行任务2；任务2需要获取任务1的返回值；线程2执行任务2拿到返回值之前，线程1与线程2可以异步
ForkJoinPool
- CompletableFuture使用的是ForkJoinPool.commonPool线程池中的线程
- ForkJoinPool.commonPool线程池中的线程作为主线程的守护线程；主线程一旦停止，守护线程立马停止
- ForkJoinPool.commonPool线程池时整个spring上下文共享的线程池
函数式接口
函数式接口
详解
- xxxAsync方法：从线程池中取线程执行任务
- 不带xxxAsync方法：使用以前的线程或main线程执行任务
- xxxEitherxxx方法：要么调用此方法的CF完成，要么此方法入参CF完成，执行此方法中的任务
构造方法
| 方法 | 简介 |
|---|---|
new CompletableFuture()
|
返回值为Void |
new CompletableFuture(result)
|
返回值为给定result |
CompletableFuture.completedFuture(null)
|
等价于new CompletableFuture() |
CompletableFuture.completedFuture(result)
|
等价于new CompletableFuture(result) |
CompletableFuture.supplyAsync(Supplier<U> supplier)
|
从线程池中取线程执行任务 |
CompletableFuture.runAsync(Runnable runnable)
|
从线程池中取线程执行任务 |
常用方法
| 方法 | 简介 |
|---|---|
supplyAsync(Supplier<U> supplier)
|
从线程池中取线程执行任务 |
runAsync(Runnable runnable)
|
从线程池中取线程执行任务 |
thenApply(Function<? super T,? extends U> fn)
|
使用以前的线程或主线程执行任务 |
thenApplyAsync(Function<? super T,? extends U> fn)
|
从线程池中取线程执行任务 |
thenRun(Runnable action)
|
使用以前的线程或主线程执行任务 |
thenRunAsync(Runnable action)
|
从线程池中取线程执行任务 |
thenAccept(Consumer<? super T> action)
|
使用以前的线程或主线程执行任务 |
thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action)
|
从线程池中取线程执行任务 |
allOf(CompletableFuture<?>... cfs)
|
其中任务全部并发&&全部执行完成进入下一步 |
anyOf(CompletableFuture<?>... cfs)
|
其中任务全部并发&&任意一个执行完成进入下一步 |
get()
|
等待获取返回结果，会阻塞main线程，外部进行异常处理 |
exceptionally(Function<Throwable, ? extends T> fn)
|
异常处理并给定值，再调用get()会获取这个给定值；不会阻塞main线程 |
剩余方法
| 方法 | 简介 |
|---|---|
boolean isDone()
|
执行完成返回true；完成-正常完成，异常完成，通过取消执行完成 |
boolean isCancelled()
|
如果CF在正常完成前被取消，返回true |
boolean isCompletedExceptionally()
|
如果CF异常完成，返回true |
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)
|
如果CF未完成，通过抛出CancellationException完成；相关的CF会通过抛出CompletionException完成；CF被取消正常完成返回true |
T join()
|
阻塞main线程，等待获取CF返回结果；不需要外部进行异常处理unchecked exception |
T get()
|
阻塞main线程，无限等待获取CF返回结果，；外部进行异常处理 |
T get(long timeout, TimeUnit unit)
|
阻塞main线程，有限等待获取CF返回结果；外部进行异常处理 |
T getNow(T valueIfAbsent)
|
已完成获取返回值，未完成获取给定值 |
int getNumberOfDependents()
|
返回正在等待调用此方法的CF完成的CF数量 |
boolean complete(T value)
|
如果调用此方法的CF未完成，设置get()方法和相关方法的返回值为给定值；如果CF调用此方法导致CF自己变为完成状态则返回ture，否则返回false |
boolean completeExceptionally(Throwable ex)
|
如果调用此方法的CF未完成，调用get()方法和相关方法将抛出给定异常；如果CF调用此方法导致CF自己变为完成状态则返回ture，否则返回false |
void obtrudeValue(T value)
|
强制重置get()方法和相关方法的返回值 |
void obtrudeException(Throwable ex)
|
强制重置get()方法和相关方法抛出的异常 |
CompletableFuture<T> whenComplete(BiConsumer<? super T, ? super Throwable> action)
|
使用以前的线程或main线程执行此方法；CF完成时调用回调此方法；正常完成T有值，Throwable为null；异常完成T为null，Throwable有值 |
CompletableFuture<T> whenCompleteAsync(BiConsumer<? super T, ? super Throwable> action)
|
从线程池中取线程执行此方法；CF完成时回调此方法；正常完成T有值，Throwable为null；异常完成T为null，Throwable有值 |
<U> CompletableFuture<U> handle(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn)
|
使用以前的线程或主线程执行任务；CF完成时回调此方法；正常完成T有值，Throwable为null；异常完成T为null，Throwable有值 |
<U> CompletionStage<U> handleAsync(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn)
|
从线程池中取线程执行此方法；CF完成时回调此方法；正常完成T有值，Throwable为null；异常完成T为null，Throwable有值 |
CompletableFuture<Void> runAfterEither(CompletionStage<?> other,Runnable action)
|
当此方法内的CF或外的CF正常执行完成；使用以前的线程或main线程执行此方法中的任务 |
CompletionStage<Void> runAfterEitherAsync(CompletionStage<?> other,Runnable action)
|
当此方法内的CF或外的CF正常执行完成；使用线程池中的线程执行此方法中的任务 |
CompletableFuture<Void> runAfterBoth(CompletionStage<?> other,Runnable action)
|
当此方法内外的CF都正常执行完成；使用以前的线程或main线程执行此方法中的任务 |
CompletionStage<Void> runAfterBothAsync(CompletionStage<?> other,Runnable action)
|
当此方法内外的CF都正常执行完成；使用线程池中的线程执行此方法中的任务 |
CompletableFuture<Void> acceptEither(CompletionStage<? extends T> other, Consumer<? super T> action)
|
当此方法内的CF或外的CF正常执行完成；使用以前的线程或main线程执行此方法中的任务 |
CompletionStage<Void> acceptEitherAsync(CompletionStage<? extends T> other,Consumer<? super T> action)
|
当此方法内的CF或外的CF正常执行完成；使用线程池中的线程执行此方法中的任务 |
<U> CompletableFuture<Void> thenAcceptBoth(CompletionStage<? extends U> other,BiConsumer<? super T, ? super U> action)
|
当此方法内外的CF都正常执行完成；使用以前的线程或main线程执行此方法中的任务 |
<U> CompletableFuture<Void> thenAcceptBothAsync(CompletionStage<? extends U> other,BiConsumer<? super T, ? super U> action)
|
当此方法内外的CF都正常执行完成；使用线程池中的线程执行此方法中的任务 |
<U> CompletableFuture<U> applyToEither(CompletionStage<? extends T> other, Function<? super T, U> fn)
|
当此方法内的CF或外的CF正常执行完成；使用以前的线程或main线程执行此方法中的任务 |
<U> CompletableFuture<U> applyToEitherAsync(CompletionStage<? extends T> other, Function<? super T, U> fn)
|
当此方法内的CF或外的CF正常执行完成；使用线程池中的线程执行此方法中的任务 |
<U> CompletableFuture<U> thenCompose(Function<? super T, ? extends CompletionStage<U>> fn)
|
把外部CF的返回结果作为内部CF的输入，使用以前的线程或main线程执行内部CF中的任务 |
<U> CompletionStage<U> thenComposeAsync(Function<? super T, ? extends CompletionStage<U>> fn)
|
把外部CF的返回结果作为内部CF的输入，使用线程池执行内部CF中的任务 |
<U,V> CompletableFuture<V> thenCombine(CompletionStage<? extends U> other,BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn)
|
合并内外CF的返回值，使用以前的线程或main线程执行BiFunction中的任务 |
<U,V> CompletableFuture<V> thenCombineAsync(CompletionStage<? extends U> other,BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn)
|
合并内外CF的返回值，使用线程池执行BiFunction中的任务 |
使用-并行任务-allOf()
介绍
- 孙悟空的一天，任务1-打游戏，任务2-搞学习，任务3-吃饭
- 任务1和任务2之间没有任何关系可以并行，任务3需要等到任务1和任务2都完成之后才能执行
- 孙悟空分出2个分身（线程），分身1-打游戏，分身2-搞学习，分身3-吃午饭；分身1把游戏打完了，分身2把学习搞完了，分身3才允许吃饭
代码
public class SunWuKong {public static void main(String[] args) {CompletableFuture cf1 = CompletableFuture.runAsync(() -> {try {Thread.currentThread().sleep(5000);} catch (Exception ex) {}SunWuKong sunWuKong1 = new SunWuKong();sunWuKong1.duty1();});CompletableFuture cf2 = CompletableFuture.runAsync(() -> {SunWuKong sunWuKong2 = new SunWuKong();sunWuKong2.duty2();});CompletableFuture all = CompletableFuture.allOf(cf1, cf2).thenRun(() -> {SunWuKong sunWuKong3 = new SunWuKong();sunWuKong3.duty3();});try {// 等待获取返回结果，会阻塞main线程，外部异常处理all.get();} catch (Exception ex) {System.out.println(ex.getMessage());}}private void duty1() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",打游戏");}private void duty2() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",搞学习");}private void duty3() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",吃饭");}
}
使用-并行任务-runAfterBothAsync()
介绍
- 孙悟空的一天，任务1-打游戏，任务2-搞学习，任务3-吃饭
- 任务1和任务2之间没有任何关系可以并行，任务3需要等到任务1和任务2都完成之后才能执行
- 孙悟空分出2个分身（线程），分身1-打游戏，分身2-搞学习，分身3-吃午饭；分身1把游戏打完了，分身2把学习搞完了，分身3才允许吃饭
代码
public class SunWuKong {public static void main(String[] args) {try {CompletableFuture.runAsync(() -> {try {Thread.currentThread().sleep(5000);} catch (Exception ex) {}SunWuKong sunWuKong1 = new SunWuKong();sunWuKong1.duty1();}).runAfterBothAsync(CompletableFuture.runAsync(() -> {SunWuKong sunWuKong2 = new SunWuKong();sunWuKong2.duty2();}), () -> {SunWuKong sunWuKong3 = new SunWuKong();sunWuKong3.duty3();}).get();} catch (Exception ex) {System.out.println(ex.getMessage());}}private void duty1() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",打游戏");}private void duty2() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",搞学习");}private void duty3() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",吃饭");}
}
使用-并行任务-anyOf()
介绍
- 孙悟空现口渴，任务1-找果汁喝，任务2-找矿泉水喝，任务3-搞学习
- 任务1或者任务2执行完毕孙悟空都能解渴；任务1或者任务2执行完毕后，任务3才能执行
- 孙悟空分出3个分身（线程），分身1-找果汁喝，分身2-找矿泉水喝，分身3-搞学习；分身1找到果汁喝了或者分身2找到矿泉水喝了，分身3才能搞学习
代码
public class SunWuKong {public static void main(String[] args) {CompletableFuture cf1 = CompletableFuture.runAsync(() -> {try {Thread.currentThread().sleep(5000);} catch (Exception ex) {}SunWuKong sunWuKong1 = new SunWuKong();sunWuKong1.duty1();});CompletableFuture cf2 = CompletableFuture.runAsync(() -> {SunWuKong sunWuKong2 = new SunWuKong();sunWuKong2.duty2();});CompletableFuture all = CompletableFuture.anyOf(cf1, cf2).thenRun(() -> {SunWuKong sunWuKong3 = new SunWuKong();sunWuKong3.duty3();});try {// 等待获取返回结果，会阻塞main线程，外部异常处理all.get();} catch (Exception ex) {System.out.println(ex.getMessage());}}private void duty1() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",找果汁喝");}private void duty2() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",找矿泉水喝");}private void duty3() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",搞学习");}
}
使用-并行任务-anyOf()
介绍
- 孙悟空现口渴，任务1-找果汁喝，任务2-找矿泉水喝，任务3-搞学习
- 任务1或者任务2执行完毕孙悟空都能解渴；任务1或者任务2执行完毕后，任务3才能执行
- 孙悟空分出3个分身（线程），分身1-找果汁喝，分身2-找矿泉水喝，分身3-搞学习；分身1找到果汁喝了或者分身2找到矿泉水喝了，分身3才能搞学习
代码
public class SunWuKong {public static void main(String[] args) {try {CompletableFuture.runAsync(() -> {try {Thread.currentThread().sleep(5000);} catch (Exception ex) {}SunWuKong sunWuKong1 = new SunWuKong();sunWuKong1.duty1();}).runAfterEitherAsync(CompletableFuture.runAsync(() -> {SunWuKong sunWuKong2 = new SunWuKong();sunWuKong2.duty2();}), () -> {SunWuKong sunWuKong3 = new SunWuKong();sunWuKong3.duty3();}).get();} catch (Exception ex) {System.out.println(ex.getMessage());}}private void duty1() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",找果汁喝");}private void duty2() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",找矿泉水喝");}private void duty3() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",搞学习");}
}
使用-串行结果-thenApplyAsync()
介绍
- 孙悟空做蛋炒饭，任务1-炒鸡蛋，任务2-炒饭
- 任务2需要任务1的执行结果，任务2在不需要任务1的结果之前，任务1和任务2仍然可以并行执行
- 孙悟空分出2个分身（线程），分身1-炒鸡蛋，分身2-炒饭；分身1-把炒好的鸡蛋放到分身2的炒饭里，分身2-搅拌均匀
代码
public class SunWuKong {public static void main(String[] args) {try {CompletableFuture.supplyAsync(() -> {SunWuKong sunWuKong1 = new SunWuKong();return sunWuKong1.duty1();}).thenAcceptAsync((o) -> {SunWuKong sunWuKong2 = new SunWuKong();String str = sunWuKong2.duty2();System.out.println("把" + o + "放到" + str);}).get();} catch (Exception ex) {System.out.println(ex.getMessage());}}private String duty1() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",炒鸡蛋");return "炒鸡蛋";}private String duty2() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",炒饭");return "炒饭";}
}
使用-串行任务-thenApply()
介绍
- 孙悟空参加铁人三项，必须是同1个人完成“跑步”，“骑单车”，“游泳”
- 孙悟空分出1个分身（线程），分身先跑步，再骑单车，最后游泳
- 需要先执行第1个任务再执行第2个任务，直接单线程，一个个任务执行
代码
public class SunWuKong {public static void main(String[] args) {try {CompletableFuture.supplyAsync(() -> {SunWuKong sunWuKong1 = new SunWuKong();return sunWuKong1.duty1();}).thenApply((o) -> {System.out.println("完成" + o);SunWuKong sunWuKong2 = new SunWuKong();return sunWuKong2.duty2();}).thenApply((o) -> {System.out.println("完成" + o);SunWuKong sunWuKong3 = new SunWuKong();return sunWuKong3.duty3();}).get();} catch (Exception ex) {System.out.println(ex.getMessage());}}private String duty1() {try {Thread.currentThread().sleep(5000);} catch (Exception ex) {}System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",跑步");return "跑步";}private String duty2() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",骑单车");return "骑单车";}private String duty3() {System.out.println("分身：" + Thread.currentThread().getName() + ",游泳");return "游泳";}
}
使用-join()-替代allOf
介绍
- allOf()：没有返回值；任务执行顺序-并行
- join()：阻塞main线程直到CF执行完成
代码
allOf()
public static void main(String[] args) {CompletableFuture<String> cf1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "xcrj1");CompletableFuture<String> cf2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "xcrj2");CompletableFuture<String> cf3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "xcrj3");CompletableFuture<Void> allCF = CompletableFuture.allOf(cf1, cf2, cf3);System.out.println("no result");
}
join()
public static void main(String[] args) {CompletableFuture<String> cf1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "xcrj1");CompletableFuture<String> cf2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "xcrj2");CompletableFuture<String> cf3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "xcrj3");// 并行流String result = Stream.of(cf1,cf2,cf3).parallel().map(CompletableFuture::join).collect(Collectors.joining(","));System.out.println("result:"+result);
}
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