在JDK 1.5之前，要實現多線程的功能，得用到Thread這個類，通過這個類設計多線程程序，需要考慮性能，死鎖，資源等很多因素，一句話，就是相當麻煩，而且很容易出問題。所幸的是，在JDK1.5之后,java.util.concurrent包出現了，這是一個設計良好的多線程工具類，本文就將介紹該類的基本使用方法。 按照本博的風格，依然是先扔上一段示例代碼，然后我們再慢慢講解 package com.giantray;import java.util.concurrent.CountDownLatch; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors;public class TestConcurrent {public static ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();public void startMutilThread(){int taskNum = 2;final CountDownLatch cd = new CountDownLatch(taskNum );//任務1exec.submit(new Runnable(){@Overridepublic void run(){System. out.println("1 start" );try {Thread. sleep(3000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}cd.countDown();System. out.println("1 end" );}});//任務2exec.submit(new Runnable(){@Overridepublic void run(){System. out.println("2 start" );cd.countDown();System. out.println("2 end" );}});System. out.println("submit end" );try{cd.await();}catch (InterruptedException e){}System. out.print("end" );}public static void main(String[] args) {TestConcurrent testThread = new TestConcurrent();testThread.startMutilThread();} }
輸出 1 start submit end 2 start 2 end 1 end end

下面進行詳細介紹：

一、使用流程

1、ExecutorService exec = ?Executors.newCachedThreadPool()；獲得一個線程池
2、final CountDownLatch cd = new CountDownLatch(taskNum ); 定義計數器，指定要并發執行的任務數
3、 exec .submit( new Runnable(){};定義任務的執行邏輯
4、cd.countDown();任務結束了,要讓計算器減1
5、cd.await();表示等待計數器小于等于0時，再繼續往下走其他邏輯

二、線程池的管理

除了示例中的newCachedThreadPool()，也有其他各種類型的線程池：
1、newFixedThreadPool（固定大小線程池）
線程數是固定的，例如線程數設為1，則需要等待任務1結束后，才執行任務2；如設為2，則兩個任務能同時執行
2、newCachedThreadPool（無限制大小的線程池）
線程數無固定大小，當前無可用線程，就回創建新線程。如果任務1沒結束，那么啟動任務2時，就會新建線程，這時線程池大小為2；但假如啟動任務2時，任務1已結束，則不會新建線程，會沿用任務1使用的線程
3、newSingleThreadExecutor（單線程）
使用單線程池時，就沒辦法同時執行多個任務，因此，本例中的任務1執行完后，才會執行任務2
4、newScheduledThreadPool（定時任務線程池）
支持定時任務的線程池，與Timer，Quartz一樣，常見于一些定時任務調度程序·

三、計數器CountDownLatch

1、示例講解

在示例中，我們通過多線程執行了兩個任務。之后我們需要知道，兩個任務是否都執行結束？都執行結束了，我們才能繼續執行接下來的其他邏輯。為了這個目的，需要引入CountDownLatch這個計數器。先聲明一個計算量為TaskNum（2）的計數器，接著，每個任務執行結束時，要執行countDown()方法，而最后的await()方法表示，如果CountDownLatch不為零，那么就在這里等待，下面的邏輯會被阻塞住，不會繼續執行，等待兩個任務都執行結束了--執行兩次countDown()方法，計數器等于0，這時候程序才會繼續往下執行System. out.print("end")這行代碼

2、它的兄弟CyclicBarrier

還有一個類似CountDownLatch的計數器，名為CyclicBarrier。這兩者的區別：CountDownLatch被減至0后，是不能重置的。而CyclicBarrier被減至0后，會自動恢復至初始值，因此它是一個循環的計數器，舉一個例子，運動員跑步，這是一個任務，而這個任務，又分為運動員準備，以及開跑兩個子任務，所有的運動員，必須等待其他運動員都”準備“好后，才能起跑。為了實現這個邏輯，及可以用到CyclicBarrier，CyclicBarrier的計數初始值為運動員數量，運動員準備完畢時，讓計數器減1，這時候它不會進行”開跑“，等到計數器減為0時，所有運動員才同時“起跑”，并且會重新恢復至初始值，等到所有運動員都跑完時，計數器才又恢復為0，這時候，才能再繼續執行其他任務。而如果使用CyclicBarrier，在線程執行過程中，是不能等待其他線程的，不能等其他線程都“準備”好了，所有線程再一起“開跑”

四、并發執行

多運行幾次示例程序，會發現，有時候，"2 start"會早于"1 start"輸出，因此，不一定是先submit的任務，就先“開始執行”。這也告訴我們，不能想當然地以為，任務1先submit，就可以在任務1里做一些全局初始化的工作，然后在任務2里可以去拿任務1初始化的變量。

五、線程池的生命周期管理

1、三種基本狀態

線程池的聲明周期有三個狀態，運行，關閉，終止。初始化線程時，處于運行狀態，執行shutdown()方法后，處于關閉狀態，但這時候線程任務會繼續執行，當所有任務都結束后，才會變成終止狀態。

2、shutdown()與shutdownNow()的區別

這兩個方法都用于關閉線程池
shutdown() 關閉線程池，但之前提交的任務，會繼續執行；如果新提交任務，會拋異常
shutdownNow() 馬上關閉線程池，之前提交的任務，如果還未執行完，會被終止，且拋出異常

3、shutdown()的作用

• ? 釋放線程池資源（其實不關閉線程池，會資源會有多大的消耗，筆者也不清楚）
• ? 可以讓程序有序退出。這是什么意思呢？講一個例子，你就明白了。假如你的程序正在并發執行任務，而且還一直會提交新的任務。這時候，該如何設計程序的“退出”功能呢？首先，為了任務的原子性，希望能執行完已提交的任務，并且阻止新的任務提交。這時候，就得用到了shutdown()了。退出功能的代碼可以是這樣：

System.out.println("準備退出程序"); service.shutdown(); while (true) {try {System.out.println("等待“已提交任務”執行結束");//awaitTerminationm,先等待5秒，再檢查任務是否結束if (service.awaitTermination(5, TimeUnit.SECONDS)) {break;}} catch (InterruptedException e) {} } System.out.println("”已提交任務“執行完，程序可以安全退出");

六、獲取線程任務的執行結果

如果想知道任務的執行結果，就得使用Future和Callable。Future可以拿到結果，而Callable能返回值，用于產生結果
對示例代碼做下修改，其中，task1.get()將拿到call()方法的return值，也就是示例中的"false"
int taskNum = 1; final CountDownLatch cd = new CountDownLatch(taskNum);Future<Boolean> task1 = exec.submit(new Callable<Boolean>(){@Overridepublic Boolean call() throws Exception {System.out.println("1 start");cd.countDown();System.out.println("1 end");return false;}});try {cd.await();Boolean result = task1.get();System.out.println("result : " + result); } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) {e.printStackTrace(); } System.out.print("end");

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的通过java.util.concurrent写多线程程序的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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