一：线程

1.初始化线程的四种方式

1）、继承 Thread

public class ThreadTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("main...start...");Thread01 thread = new Thread01();//启动线程thread.start();System.out.println("main...end...");}public static class Thread01 extends Thread{@Overridepublic void run() {System.out.println("当前线程："+Thread.currentThread().getId());int i = 10/2;System.out.println("运行结果："+i);}}
}

2）、实现 Runnable 接口

/*** 测试多线程的使用*/
public class ThreadTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("main...start...");Runable01 runable01 = new Runable01();new Thread(runable01).start();System.out.println("main...end...");}public static class Runable01 implements Runnable{@Overridepublic void run() {System.out.println("当前线程："+Thread.currentThread().getId());int i = 10/2;System.out.println("运行结果："+i);}}
}

3）、实现 Callable 接口 + FutureTask （可以拿到返回结果，可以处理异常）

public class ThreadTest {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {System.out.println("main...start...");FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new Callable01());new Thread(futureTask).start();//等待整个异步方法执行完，获取返回结果Integer integer = futureTask.get();System.out.println("main...end..."+integer);}public static class Callable01 implements Callable<Integer> {@Overridepublic Integer call() throws Exception {System.out.println("当前线程："+Thread.currentThread().getId());int i = 10/2;System.out.println("运行结果："+i);return i;}}
}

阻塞等待，需要等所有异步执行完，获取到值，才会返回

4）、线程池(给线程池提交任务)
问：为什么要使用线程池？
答：高并发系统下，内存空间是有限的，会消耗系统资源，导致系统崩溃。应该将所有的异步任务都交给线程池执行，做到资源控制。

public class ThreadTest {//当前系统中池只有一两个，每个异步任务，直接提交给线程池public static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {System.out.println("main...start...");executorService.execute(new Runable01());System.out.println("main...end...");}
}

总结：

方式 1 和方式 2：主进程无法获取线程的运算结果。无返回值。
方式 3：主进程可以获取线程的运算结果，但是不利于控制服务器中的线程资源。可以导致服务器资源耗尽。
方式 1 ，方式 2和方式 3，都不可以控制资源
方式4：通过线程池性能稳定，也可以获取执行结果，并捕获异常。但是，在业务复杂情况下，一个异步调用可能会依赖于另一个异步调用的执行结果。
一般情况下我们都使用线程池去管理线程。

2.线程池

1）开发中为什么使用线程池

降低资源的消耗 ——通过重复利用已经创建好的线程降低线程的创建和销毁带来的损耗
提高响应速度——因为线程池中的线程数没有超过线程池的最大上限时，有的线程处于等待分配任务的状态，当任务来时无需创建新的线程就能执行
提高线程的可管理性 ——线程池会根据当前系统特点对池内的线程进行优化处理，减少创建和销毁线程带来的系统开销。无限的创建和销毁线程不仅消耗系统资源，还降低系统的稳定性，使用线程池进行统一分配

2）创建线程池

通过Executors工具类（Executors.newFixedThreadPool(10)）
new ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime,TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue, ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler);

3）线程池的七大参数

corePoolSize：【5】核心线程数；线程池中一直保持的线程的数量，即使线程空闲。除非设置了(allowCoreThreadTimeOut )
maximumPoolSize： 池中允许的最大的线程数 ,控制资源
keepAliveTime： 存活时间，当线程数大于核心线程数的时候，线程在最大多长时间没有接到新任务就会终止释放，最终线程池维在 corePoolSize 大小
unit： 时间单位
workQueue 阻塞队列，用来存储等待执行的任务，如果当前对线程的需求超过了 corePoolSize 大小，就会放在这里等待空闲线程执行。
threadFactory 创建线程的工厂，比如指定线程名等
handler 拒绝策略，如果线程满了，线程池就会使用拒绝策略,拒绝执行任务。

4）运行流程

1、线程池创建，准备好 core 数量的核心线程，准备接受任务
2、新的任务进来，用 core 准备好的空闲线程执行。
(1) 、core 满了，就将再进来的任务放入阻塞队列中。空闲的 core 就会自己去阻塞队列获取任务执行
(2) 、阻塞队列满了，就直接开新线程执行，最大只能开到 max 指定的数量
(3) 、max 都执行好了。Max-core 数量空闲的线程会在 keepAliveTime 指定的时间后自动销毁。最终保持到 core 大小
(4) 、如果线程数开到了 max 的数量，还有新任务进来，就会使用 reject 指定的拒绝策略进行处理
3、所有的线程创建都是由指定的 factory 创建的。

        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(5,200,10,TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingDeque<>(100000),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

5）常见的 4 种线程池

newCachedThreadPool —— 创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
newFixedThreadPool——创建一个固定大小线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。核心线程等于最大线程，都不可以回收。
newScheduledThreadPool——创建一个定时任务线程池，支持定时及周期性任务执行。
newSingleThreadExecutor——创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

6）一个线程池 core 7； max 20 ，queue：50，100 并发进来怎么分配的；

先有 7 个能直接得到执行，接下来 50 个进入队列排队，在多开 13 个继续执行。现在 70 个被安排上了。剩下 30 个默认拒绝策略。

二：CompletableFuture 异步编排

1.业务场景：

查询商品详情页的逻辑比较复杂，有些数据还需要远程调用，必然需要花费更多的时间。
在这里插入图片描述
假如商品详情页的每个查询，需要如下标注的时间才能完成那么，用户需要 5.5s 后才能看到商品详情页的内容。很显然是不能接受的。如果有多个线程同时完成这 6 步操作，也许只需要 1.5s 即可完成响应。

2.创建异步对象

CompletableFuture 提供了四个静态方法来创建一个异步操作。
在这里插入图片描述
1）CompletableFuture无返回值——runAsync

public static void main(String[] args){System.out.println("main...start...");CompletableFuture<Void> completableFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> {System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());int i = 10 / 2;System.out.println("运行结果：" + i);}, executorService);System.out.println("main...end...");}

2）CompletableFuture有返回值——supplyAsync

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {System.out.println("main...start...");CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());int i = 10 / 2;System.out.println("运行结果：" + i);return i;}, executorService);Integer integer = future.get();System.out.println("main...end..."+ integer);}

runXxxx 都是没有返回结果的，supplyXxx 都是可以获取返回结果的
可以传入自定义的线程池，否则就用默认的线程池；

3.计算完成时回调方法

在这里插入图片描述

whenComplete 可以处理正常和异常的计算结果，exceptionally 处理异常情况。
whenComplete 和 whenCompleteAsync 的区别：
1）whenComplete：是执行当前任务的线程执行继续执行 whenComplete 的任务。
2）whenCompleteAsync：是执行把 whenCompleteAsync 这个任务继续提交给线程池来进行执行。

1）测试whenComplete和exceptionally

public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {System.out.println("main...start...");CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());int i = 10 / 2;System.out.println("运行结果：" + i);return i;}, executorService).whenComplete((res,exception)->{//whenComplete虽然可以得到异常信息，但是没办法修改返回值System.out.println("异步任务成功完成。结果是"+res+"异常是"+exception);}).exceptionally(throwable -> {//exceptionally可以感知，并且返回默认值return 10;});Integer integer = future.get();System.out.println("main...end..."+integer);}

whenComplete虽然可以得到异常信息，但是没办法修改返回值
exceptionally可以感知，并且返回默认值

4.handle 方法——方法完成后的处理

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {System.out.println("main...start...");/*** 方法完成后的处理*/CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());int i = 10 / 2;System.out.println("运行结果：" + i);return i;}, executorService).handle((res,thr)->{if( res != null ){return res*2;}if( thr!= null ){return 0;}return 0;});Integer integer = future.get();System.out.println("main...end..."+integer);}

5.线程串行化方法

在这里插入图片描述

thenApply 方法：当一个线程依赖另一个线程时，获取上一个任务返回的结果，并返回当前任务的返回值。
thenAccept 方法：消费处理结果。接收任务的处理结果，并消费处理，无返回结果。
thenRun 方法：只要上面的任务执行完成，就开始执行 thenRun，只是处理完任务后，执行 thenRun 的后续操作带有 Async 默认是异步执行的。同之前。
以上都要前置任务成功完成。
Function<? super T,? extends U>
T：上一个任务返回结果的类型
U：当前任务的返回值类型

1）thenRun：不能获取到上一步执行结果,无返回值

CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());int i = 10 / 2;System.out.println("运行结果：" + i);return i;}, executorService).thenRunAsync(() -> {System.out.println("任务2启动了");});System.out.println("main...end...");

2）thenAcceptAsync：可以获取到上一步的返回结果，无返回值

CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());int i = 10 / 2;System.out.println("运行结果：" + i);return i;}, executorService).thenAcceptAsync((res) -> {System.out.println("任务2启动了"+res);},executorService);System.out.println("main...end...");

3）thenApplyAsync：可以获取到上一步的返回结果，有返回值

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());int i = 10 / 2;System.out.println("运行结果：" + i);return i;}, executor).thenApplyAsync((res) -> {System.out.println("任务2启动了" + res);return "hello" + res;}, executor);System.out.println("main...end..."+future.get());

6.两任务组合 - 都要完成

在这里插入图片描述

       /*** 两个都完成*/CompletableFuture<Integer> future01 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("任务一线程：" + Thread.currentThread().getId());int i = 10 / 2;System.out.println("任务一结束：" + i);return i;}, executor);CompletableFuture<String> future02 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("任务二线程：" + Thread.currentThread().getId());System.out.println("任务二结束");return "hello";});//方式一future01.runAfterBothAsync(future02,()->{System.out.println("任务三开始");},executor);//方式二future01.thenAcceptBothAsync(future02,(f1,f2)->{System.out.println("任务三开始"+f1+"---"+f2);},executor);//方式三CompletableFuture<String> future = future01.thenCombineAsync(future02, (f1, f2) -> {return f1 + ":" + f2 + "hahah";}, executor);System.out.println("main...end..."+future.get());

两个任务必须都完成，触发该任务。
thenCombine：组合两个 future，获取两个 future 的返回结果，并返回当前任务的返回值
thenAcceptBoth：组合两个 future，获取两个 future 任务的返回结果，然后处理任务，没有返回值。
runAfterBoth：组合两个 future，不需要获取 future 的结果，只需两个 future 处理完任务后，处理该任务。

7.两任务组合 - 一个完成

在这里插入图片描述

        CompletableFuture<Object> future01 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("任务一线程：" + Thread.currentThread().getId());int i = 10 / 2;System.out.println("任务一结束：" + i);return i;}, executor);CompletableFuture<Object> future02 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("任务二线程：" + Thread.currentThread().getId());try {Thread.sleep(3000);System.out.println("任务二结束");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return "hello";});future01.runAfterEitherAsync(future02,()->{System.out.println("任务三开始");},executor);future01.acceptEitherAsync(future02,(res)->{System.out.println("任务三开始");},executor);CompletableFuture<String> future = future01.applyToEitherAsync(future02, (res) -> {return res.toString();}, executor);System.out.println("main...end..."+future.get());

当两个任务中，任意一个 future 任务完成的时候，执行任务。
applyToEither：两个任务有一个执行完成，获取它的返回值，处理任务并有新的返回值。
acceptEither：两个任务有一个执行完成，获取它的返回值，处理任务，没有新的返回值。
runAfterEither：两个任务有一个执行完成，不需要获取 future 的结果，处理任务，也没有返回值。

8.多任务组合

在这里插入图片描述

        CompletableFuture<String> futureImg = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("查询商品的图片信息");return "hello.jpg";},executor);CompletableFuture<String> futureAttr = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("查询商品的属性信息");return "黑色256g";},executor);CompletableFuture<String> futureDesc = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {try {Thread.sleep(3000);System.out.println("查询商品的介绍");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return "华为";},executor);//allOfCompletableFuture<Void> allOf = CompletableFuture.allOf(futureImg, futureAttr, futureDesc);//anyOfCompletableFuture<Object> anyOf = CompletableFuture.anyOf(futureImg, futureAttr, futureDesc);//allOf.get();//等待所有结果完成anyOf.get();System.out.println("main...end...");