Java多线程-join和ThreadLocal的使用

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Thread.join()的使用

在很多情况下,主线程生成并起动了子线程,如果子线程里要进行大量的耗时的运算,主线程往往将于子线程之前结束,但是如果主线程处理完其他的事务后,需要用到子线程的处理结果,也就是主线程需要等待子线程执行完成之后再结束,这个时候就要用到join()方法了。另外,一个线程需要等待另一个线程也需要用到join()方法

Thread类除了提供join()方法之外,还提供了**join(long millis)、join(long millis, int nanos)**两个具有超时特性的方法。这两个超时方法表示,如果线程thread在指定的超时时间没有终止,那么将会从该超时方法中返回。

join方法使用

不使用join方法的问题:

Test.java

public class Run {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        MyThread threadTest = new MyThread();
        threadTest.start();

        //Thread.sleep(?);//因为不知道子线程要花的时间这里不知道填多少时间
        System.out.println("我想当threadTest对象执行完毕后我再执行");
    }
    static public class MyThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("我想先执行");
        }
    }
}

运行结果:

在这里插入图片描述

可以看到子线程中后被执行,这里的例子只是一个简单的演示,我们想一下:**假如子线程运行的结果被主线程运行需要怎么办?sleep方法?**当然可以,但是子线程运行需要的时间是不确定的,所以sleep多长时间当然也就不确定了。这里就需要使用join方法解决上面的问题。

使用join方法解决上面的问题:

Run.java

public class Run {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        MyThread threadTest = new MyThread();
        threadTest.start();

        //Thread.sleep(?);//因为不知道子线程要花的时间这里不知道填多少时间
        threadTest.join();
        System.out.println("我想当threadTest对象执行完毕后我再执行");
    }
    static public class MyThread extends Thread {

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("我想先执行");
        }

    }
}

上面的代码仅仅加了一句:threadTest.join()。在这里join方法的作用就是主线程需要等待子线程执行完成之后再结束

join(long millis)方法的使用

join(long millis)中的参数就是设定的等待时间。

Run.java

public class Run {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            MyThread threadTest = new MyThread();
            threadTest.start();

            threadTest.join(2000);// 只等2秒
            //Thread.sleep(2000);

            System.out.println("  end timer=" + System.currentTimeMillis());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    static public class MyThread extends Thread {

        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println("begin Timer=" + System.currentTimeMillis());
                Thread.sleep(10000);
                System.out.println("last Timer=" + System.currentTimeMillis());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

输出结果:

在这里插入图片描述

可以看到begin和end之间间隔两秒,end和last之间间隔八秒。
而且在main中不管是用threadTest.join(2000)还是Thread.sleep(2000),begin和end的间隔都是两秒,threadTest.join(2000) 和Thread.sleep(2000) 和区别在于: Thread.sleep(2000)不会释放锁,threadTest.join(2000)会释放锁

ThreadLocal的使用

变量值的共享可以使用public static变量的形式,所有线程都使用一个public static变量。如果想实现每一个线程都有自己的共享变量该如何解决呢?JDK中提供的ThreadLocal类正是为了解决这样的问题。ThreadLocal类主要解决的就是让每个线程绑定自己的值,可以将ThreadLocal类形象的比喻成存放数据的盒子,盒子中可以存储每个线程的私有数据。

**再举个简单的例子: **
比如有两个人去宝屋收集宝物,这两个共用一个袋子的话肯定会产生争执,但是给他们两个人每个人分配一个袋子的话就不会出现这样的问题。如果把这两个人比作线程的话,那么ThreadLocal就是用来这两个线程竞争的。

ThreadLocal类相关方法:
get() 返回当前线程的此线程局部变量的副本中的值。
set(T value) 将当前线程的此线程局部变量的副本设置为指定的值
remove() 删除此线程局部变量的当前线程的值。
initialValue() 返回此线程局部变量的当前线程的“初始值”

ThreadLocal类的初试

Test1.java

public class Test1 {
    public static ThreadLocal<String> t1 = new ThreadLocal<String>();

    public static void main(String[] args) {
        if (t1.get() == null) {
            System.out.println("为ThreadLocal类对象放入值:aaa");
            t1.set("aaaֵ");
        }
        System.out.println(t1.get());//aaa
        System.out.println(t1.get());//aaa
    }
}

运行结果:

为ThreadLocal类对象放入值:aaa
aaaֵ
aaaֵ

从运行结果可以看出,第一次调用ThreadLocal对象的get()方法时返回的值是null,通过调用set()方法可以为ThreadLocal对象赋值。

如果想要解决get()方法null的问题,可以使用ThreadLocal对象的initialValue方法。如下:

Test2.java

public class Test2 {
    public static ThreadLocalExt t1 = new ThreadLocalExt();

    public static void main(String[] args) {
        if (t1.get() == null) {
            System.out.println("从未放过值");
            t1.set("我的值");
        }
        System.out.println(t1.get());
        System.out.println(t1.get());
    }
    static public class ThreadLocalExt extends ThreadLocal {
        @Override
        protected Object initialValue() {
            return "我是默认值 第一次get不再为null";
        }
    }
}

运行结果:

我是默认值 第一次get不再为null
我是默认值 第一次get不再为null

验证线程变量间的隔离性

Test3.java

import java.util.Date;
/**
 *TODO 验证线程变量间的隔离性
 */
public class Test3 {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                System.out.println("       在Main线程中取值=" + Tools.tl.get());
                Thread.sleep(100);
            }
            Thread.sleep(5000);
            ThreadA a = new ThreadA();
            a.start();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    static public class Tools {
        public static ThreadLocalExt tl = new ThreadLocalExt();
    }
    static public class ThreadLocalExt extends ThreadLocal {
        @Override
        protected Object initialValue() {
            return new Date().getTime();
        }
    }

    static public class ThreadA extends Thread {

        @Override
        public void run() {
            try {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    System.out.println("在ThreadA线程中取值=" + Tools.tl.get());
                    Thread.sleep(100);
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

运行结果:

在这里插入图片描述

从运行结果可以看出子线程和父线程各自拥有各自的值。

3.3 InheritableThreadLocal

ThreadLocal类固然很好,但是子线程并不能取到父线程的ThreadLocal类的变量,InheritableThreadLocal类就是解决这个问题的。

取父线程的值:

修改Test3.java的内部类Tools 和ThreadLocalExt类如下:

 static public class Tools {
        public static InheritableThreadLocalExt tl = new InheritableThreadLocalExt();
    }
    static public class InheritableThreadLocalExt extends InheritableThreadLocal {
        @Override
        protected Object initialValue() {
            return new Date().getTime();
        }
    }

运行结果:

在这里插入图片描述

取父线程的值并修改:

修改Test3.java的内部类Tools和InheritableThreadLocalExt类如下:

static public class Tools {
    public static InheritableThreadLocalExt tl = new InheritableThreadLocalExt();
}
static public class InheritableThreadLocalExt extends InheritableThreadLocal {
    @Override
    protected Object initialValue() {
        return new Date().getTime();
    }

    @Override
    protected Object childValue(Object parentValue) {
        return parentValue + " 我在子线程加的~!";
    }
}

运行结果:

在这里插入图片描述

在使用InheritableThreadLocal类需要注意的一点是:如果子线程在取得值的同时,主线程将InheritableThreadLocal中的值进行更改,那么子线程取到的还是旧值。

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