Java面试09|多线程

public class FutureTaskExample {  
     public static void main(String[] args) {  
        MyCallable callable1 = new MyCallable(1000);                       // 要执行的任务  
        MyCallable callable2 = new MyCallable(2000);  
  
        FutureTask<String> futureTask1 = new FutureTask<String>(callable1);// 将Callable写的任务封装到一个由执行者调度的FutureTask对象  
        FutureTask<String> futureTask2 = new FutureTask<String>(callable2);  
   
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);        // 创建线程池并返回ExecutorService实例  
        executor.execute(futureTask1);  // 执行任务  
        executor.execute(futureTask2);    
           
        while (true) {  
            try {  
                if(futureTask1.isDone() && futureTask2.isDone()){//  两个任务都完成  
                    System.out.println("Done");  
                    executor.shutdown();                          // 关闭线程池和服务   
                    return;  
                }  
                   
                if(!futureTask1.isDone()){ // 任务1没有完成，会等待，直到任务完成  
                    System.out.println("FutureTask1 output="+futureTask1.get());  
                }  
                   
                System.out.println("Waiting for FutureTask2 to complete");  
                String s = futureTask2.get(200L, TimeUnit.MILLISECONDS);  
                if(s !=null){  
                    System.out.println("FutureTask2 output="+s);  
                }  
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {  
                e.printStackTrace();  
            }catch(TimeoutException e){  
                //do nothing  
            }  
        }  
    }  
}  

public class Sums {

	// 使用Callable比Runnable更优势的地方在于Callable可以有确切的返回值。
	static class Sum implements Callable<Long> {
		private final long from;
		private final long to;

		Sum(long from, long to) {
			this.from = from;
			this.to = to;
		}

		@Override
		public Long call() {
			long acc = 0;
			for (long i = from; i <= to; i++) {
				acc = acc + i;
			}
			return acc;
		}
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
		
		// Executes the given tasks, returning a list of Futures holding their status and results when all complete
		List<Future<Long>> results = executor.invokeAll( 
														   asList(
																new Sum(0, 10), 
																new Sum(100, 1_000), 
																new Sum(10_000, 1_000_000)
															));
		// 另外要注意executor服务必须被关闭。如果它没有被关闭，主方法执行完后JVM就不会退出，因为仍然有激活线程存在
		executor.shutdown();

		for (Future<Long> result : results) {
			// Waits if necessary for the computation to complete, and then retrieves its result.
			System.out.println(result.get());
		}
	}
}

package ThreadPool;

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * 线程池类，线程管理器：创建线程，执行任务，销毁线程，获取线程基本信息
 */
public final class ThreadPool {
	// 线程池中默认线程的个数为5
	private static int worker_num = 5;
	// 工作线程
	private WorkThread[] workThrads;
	// 未处理的任务
	private static volatile int finished_task = 0;
	// 任务队列，作为一个缓冲,List线程不安全
	private List<Runnable> taskQueue = new LinkedList<Runnable>();
	private static ThreadPool threadPool;

	// 创建具有默认线程个数的线程池
	private ThreadPool() {
		this(5);
	}

	// 创建线程池,worker_num为线程池中工作线程的个数
	private ThreadPool(int worker_num) {
		ThreadPool.worker_num = worker_num;
		workThrads = new WorkThread[worker_num];
		for (int i = 0; i < worker_num; i++) {
			workThrads[i] = new WorkThread();
			workThrads[i].start();// 开启线程池中的线程
		}
	}

	// 单态模式，获得一个默认线程个数的线程池
	public static ThreadPool getThreadPool() {
		return getThreadPool(ThreadPool.worker_num);
	}

	// 单态模式，获得一个指定线程个数的线程池,worker_num(>0)为线程池中工作线程的个数
	// worker_num<=0创建默认的工作线程个数
	public static ThreadPool getThreadPool(int worker_num1) {
		if (worker_num1 <= 0)
			worker_num1 = ThreadPool.worker_num;
		if (threadPool == null)
			threadPool = new ThreadPool(worker_num1);
		return threadPool;
	}

	// 执行任务,其实只是把任务加入任务队列，什么时候执行有线程池管理器觉定
	public void execute(Runnable task) {
		synchronized (taskQueue) {
			taskQueue.add(task);
			taskQueue.notify();
		}
	}

	// 批量执行任务,其实只是把任务加入任务队列，什么时候执行有线程池管理器觉定
	public void execute(Runnable[] task) {
		synchronized (taskQueue) {
			for (Runnable t : task)
				taskQueue.add(t);
			taskQueue.notify();
		}
	}

	// 批量执行任务,其实只是把任务加入任务队列，什么时候执行有线程池管理器觉定
	public void execute(List<Runnable> task) {
		synchronized (taskQueue) {
			for (Runnable t : task)
				taskQueue.add(t);
			taskQueue.notify();
		}
	}

	// 销毁线程池,该方法保证在所有任务都完成的情况下才销毁所有线程，否则等待任务完成才销毁
	public void destroy() {
		while (!taskQueue.isEmpty()) {// 如果还有任务没执行完成，就先睡会吧
			try {
				Thread.sleep(10);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		// 工作线程停止工作，且置为null
		for (int i = 0; i < worker_num; i++) {
			workThrads[i].stopWorker();
			workThrads[i] = null;
		}
		threadPool=null;
		taskQueue.clear();// 清空任务队列
	}

	// 返回工作线程的个数
	public int getWorkThreadNumber() {
		return worker_num;
	}

	// 返回已完成任务的个数,这里的已完成是只出了任务队列的任务个数，可能该任务并没有实际执行完成
	public int getFinishedTasknumber() {
		return finished_task;
	}

	// 返回任务队列的长度，即还没处理的任务个数
	public int getWaitTasknumber() {
		return taskQueue.size();
	}

	// 覆盖toString方法，返回线程池信息：工作线程个数和已完成任务个数
	@Override
	public String toString() {
		return "WorkThread number:" + worker_num + "  finished task number:"
				+ finished_task + "  wait task number:" + getWaitTasknumber();
	}

	/**
	 * 内部类，工作线程
	 */
	private class WorkThread extends Thread {
		// 该工作线程是否有效，用于结束该工作线程
		private boolean isRunning = true;

		/*
		 * 关键所在啊，如果任务队列不空，则取出任务执行，若任务队列空，则等待
		 */
		@Override
		public void run() {
			Runnable r = null;
			while (isRunning) {// 注意，若线程无效则自然结束run方法，该线程就没用了
				synchronized (taskQueue) { // 在这里提供了同步
					while (isRunning && taskQueue.isEmpty()) {// 队列为空
						try {
							taskQueue.wait(20);
						} catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
					}
					if (!taskQueue.isEmpty())
						r = taskQueue.remove(0);// 取出任务
				}
				if (r != null) {
					r.run();// 执行任务
				}
				finished_task++;
				r = null;
			}
		}// end run

		// 停止工作，让该线程自然执行完run方法，自然结束
		public void stopWorker() {
			isRunning = false;
		}
	}
}

//测试线程池  
public class TestThreadPool {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建3个线程的线程池
		ThreadPool t = ThreadPool.getThreadPool(3);
		t.execute(new Runnable[] { new Task(), new Task(), new Task() });
		t.execute(new Runnable[] { new Task(), new Task(), new Task() });
		System.out.println(t);
		t.destroy();// 所有线程都执行完成才destory
		System.out.println(t);
	}

	// 任务类
	static class Task implements Runnable {
		private static volatile int i = 1;
		@Override
		public void run() {// 执行任务
			System.out.println("任务 " + (i++) + " 完成");
		}
	}
}