Java并发编程笔记—基础知识—实用案例

如何正确停止一个线程

1）共享变量的使用

中断线程最好的，最受推荐的方式是，使用共享变量（shared variable）发出信号，告诉线程必须停止正在运行的任务。线程必须周期性的核查这一变量（尤其在冗余操作期间），然后有秩序地中止任务。当线程等待某些事件发生而被阻塞，又会发生什么？果线程被阻塞，它便不能核查共享变量，也就不能停止。这在许多情况下会发生，例如调用Object.wait()、ServerSocket.accept()和DatagramSocket.receive()时。

2）Thread.interrupt()的理解

Thread.interrupt()方法不会中断一个正在运行的线程。这一方法实际上完成的是，在线程受到阻塞时抛出一个中断信号，这样线程就得以退出阻塞的状态。更确切的说，如果线程被Object.wait, Thread.join和Thread.sleep三种方法之一阻塞，那么，它将接收到一个中断异常（InterruptedException），从而提早地终结被阻塞状态。

正确的停止线程方式是设置共享变量，并调用interrupt()（注意变量应该先设置）。如果线程没有被阻塞，这时调用interrupt()将不起作用；否则，线程就将得到异常（该线程必须事先预备好处理此状况），接着逃离阻塞状态。在任何一种情况中，最后线程都将检查共享变量然后再停止。

实例如下：

package com.iflytek.ossp.bliserver.common.utils;

public abstract class MyWorkRunnable implements Runnable {
    volatile Thread mTheThread = null;

    @Override
    public void run() {
        if (mTheThread != Thread.currentThread()) {
            throw new RuntimeException();
        }

        while (!Thread.interrupted() && mTheThread != null) {
            execute();
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
                mTheThread.interrupt();
            }
        }
    }

    public void start() {
        mTheThread = new Thread(this);
        mTheThread.start();
    }

    public void stop() {
        if (mTheThread != null) {
            mTheThread.interrupt();
            try {
                mTheThread.join(); // 等待线程彻底结束
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
                mTheThread.interrupt();
            }
        }
    }

    public abstract void execute();
}

在现有的线程安全类中添加功能

假设有一个线性的链表，需要提供一个原子的“若没有则添加”的操作。

第一种方法：扩展现有的类

public class BetterVector<E> extends Vector<E> {

    public synchronized boolean putIfAbsent(E x) {
        boolean absent = !contains(x);
        if (absent)
            add(x);
        return absent;

    }
}

第二种方法：客户端加锁

注意下面这张方法是不能实现线程安全的。

public class ListHelper<E> {

    public List<E> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<E>());

    public synchronized boolean putIfAbsent(E x) {
        boolean absent = !list.contains(x);
        if (absent)
            list.add(x);
        return absent;
    }

}

问题出在使用错误的锁进行同步，无论List使用哪一个锁来保护它的状态，可以确定的是这个锁并不是ListHelper上的锁。

正确的方式是是使用客户端加锁：

public class ListHelper<E> {

    public List<E> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<E>());

    public boolean putIfAbsent(E x) {
        synchronized (list) {
            boolean absent = !list.contains(x);
            if (absent)
                list.add(x);
            return absent;
        }
    }
}

但这张方法是脆弱的，因为需要依赖List的加锁策略，只有在遵循加锁策略上的类使用客户端加锁才有效。

最好的方式是使用组合：

public class ImprovedList<T> implements List<T> {

    private final List<T> list;

    public ImprovedList(List<T> list) {
        this.list = list;
    }

    public synchronized boolean putIfAbsent(T x) {
        boolean contains = !list.contains(x);
        if (contains)
            list.add(x);
        return contains;
    }

    public synchronized void clear() {
        list.clear();
    }

    // ......按照类似的方式委托list的其他方法。
}

ThreadLocal的使用

下面是一个使用ThreadLocal来记录线程中各个方位调用耗时的帮助类。

import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * 用于跟踪各个线程中方法调用的耗时等信息。
 * <p>
 * 对于一个线程串行多次执行同一个方法,只能跟踪到最后一次的执行信息。
 *
 * @author jdzhan,2013-1-13
 *
 */
public final class MethodCallTrace {

    private static final ThreadLocal<Map<String, TraceInfo>> mutilThreadTraces = new ThreadLocal<Map<String, TraceInfo>>() {
        @Override
        protected Map<String, TraceInfo> initialValue() {
            return new HashMap<String, TraceInfo>();
        }
    };

    /**
     * 开始跟踪
     */
    public static void start() {
        String funcName = new Throwable().getStackTrace()[1].getMethodName();
        start(funcName);
    }

    /**
     * 结束跟踪
     */
    public static void end() {
        String funcName = new Throwable().getStackTrace()[1].getMethodName();
        end(funcName);
    }

    /**
     * 开始跟踪
     *
     * @param funcName
     *            指定一个方法名称
     */
    public static void start(String funcName) {

        TraceInfo item = new TraceInfo();
        item.setStartTime(new Date());

        Map<String, TraceInfo> traces = null;
        if (mutilThreadTraces.get() == null) {
            traces = new HashMap<String, TraceInfo>();
            mutilThreadTraces.set(traces);
        } else {
            traces = mutilThreadTraces.get();
        }

        traces.put(funcName, item);
    }

    /**
     * 结束跟踪
     *
     * @param funcName
     *            指定一个方法名
     */
    public static void end(String funcName) {
        Map<String, TraceInfo> traces = mutilThreadTraces.get();
        if (traces == null) {
            return;
        }
        TraceInfo item = traces.get(funcName);
        if (item == null) {
            return;
        }
        item.setEndTime(new Date());
    }

    public static Map<String, TraceInfo> getTrace() {
        return mutilThreadTraces.get();
    }
}

MethodCallTrace

import java.util.Date;

public class TraceInfo {

    private Date startTime;
    private Date endTime;

    public Date getStartTime() {
        return new Date(startTime.getTime());
    }

    public void setStartTime(Date startTime) {
        this.startTime = new Date(startTime.getTime());
    }

    public Date getEndTime() {
        return new Date(endTime.getTime());
    }

    public void setEndTime(Date endTime) {
        this.endTime = new Date(endTime.getTime());
    }

    /**
     * 获取方法调用的耗时，如果返回-1或小于0说明记录存在问题。
     *
     * @return
     */
    public long getCallTime() {
        if (startTime == null || endTime == null) {
            return -1;
        }
        return endTime.getTime() - startTime.getTime();
    }
}

TraceInfo

import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;

public class ThreadLocalTest {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        MethodCallTrace.start();
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            new Thread(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    test();
                    test2();
                    test3();
                    Map<String, TraceInfo> trace = MethodCallTrace.getTrace();

                    for (Entry<String, TraceInfo> entry : trace.entrySet()) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getId() + entry.getKey() + ":" + entry.getValue().getCallTime() + "毫秒");
                    }
                }
            }).start();
        }

        while (true) {
            try {
                Thread.sleep(3000);
                MethodCallTrace.end();
                Map<String, TraceInfo> trace = MethodCallTrace.getTrace();
                for (Entry<String, TraceInfo> entry : trace.entrySet()) {
                    System.out.println("主线程：" + entry.getKey() + ":" + entry.getValue().getCallTime() + "毫秒");
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    private static void test() {
        MethodCallTrace.start();
        for (int i = 0; i < 1; i++) {
            try {
                Thread.sleep(Thread.currentThread().getId());
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        MethodCallTrace.end();
    }

    private static void test2() {
        MethodCallTrace.start("test2");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
                Thread.sleep(Thread.currentThread().getId());
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        MethodCallTrace.end("test2");
    }

    private static void test3() {
        MethodCallTrace.start("test3");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
                Thread.sleep(Thread.currentThread().getId());
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        MethodCallTrace.end("test3");
    }
}

待补充……