Java线程池原理 Java常用线程池原理及使用方法解析
与李 人气:0一、简介
什么是线程池?
池的概念大家也许都有所听闻,池就是相当于一个容器,里面有许许多多的东西你可以即拿即用。java中有线程池、连接池等等。线程池就是在系统启动或者实例化池时创建一些空闲的线程,等待工作调度,执行完任务后,线程并不会立即被销毁,而是重新处于空闲状态,等待下一次调度。
线程池的工作机制?
在线程池的编程模式中,任务提交并不是直接提交给线程,而是提交给池。线程池在拿到任务之后,就会寻找有没有空闲的线程,有则分配给空闲线程执行,暂时没有则会进入等待队列,继续等待空闲线程。如果超出最大接受的工作数量,则会触发线程池的拒绝策略。
为什么使用线程池?
线程的创建与销毁需要消耗大量资源,重复的创建与销毁明显不必要。而且池的好处就是响应快,需要的时候自取,就不会存在等待创建的时间。线程池可以很好地管理系统内部的线程,如数量以及调度。
二、常用线程池介绍
Java类ExecutorService是线程池的父接口,并非顶层接口。以下四种常用线程池的类型都可以是ExecutorService。
单一线程池 Executors.newSingleThreadExecutor()
内部只有唯一一个线程进行工作调度,可以保证任务的执行顺序(FIFO,LIFO)
package com.test; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class PoolTest { public static void main(String[] args) { // 创建单一线程池 ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor(); List<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("first"); list.add("second"); list.add("third"); list.forEach(o -> { // 遍历集合提交任务 singleThreadExecutor.execute(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + o); try { // 间隔1s Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); }); } }
执行结果:
pool-1-thread-1 : first
pool-1-thread-1 : second
pool-1-thread-1 : third
可缓存线程池 Executors.newCachedThreadPool()
如果线程池中有可使用的线程,则使用,如果没有,则在池中新建一个线程,可缓存线程池中线程数量最大为Integer.MAX_VALUE。通常用它来运行一些执行时间短,且经常用到的任务。
package com.test; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class PoolTest { public static void main(String[] args) { // 创建可缓存线程池 ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool(); List<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("first"); list.add("second"); list.add("third"); list.forEach(o -> { try { // 间隔3s Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 遍历集合提交任务 cachedThreadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + o); try { // 间隔1s Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); }); } }
执行结果:
pool-1-thread-1 : first
pool-1-thread-1 : second
pool-1-thread-1 : third
因为间隔时间长,下一个任务运行时,上一个任务已经完成,所以线程可以继续复用,如果间隔时间调短,那么部分线程将会使用新线程来运行。
把每个任务等待时间从3s调低至1s:
执行结果:
pool-1-thread-1 : first
pool-1-thread-2 : second
pool-1-thread-1 : third
定长线程池 Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)
创建一个固定线程数量的线程池,参数手动传入
package com.test; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class PoolTest { public static void main(String[] args) { // 创建可缓存线程池 ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3); List<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("first"); list.add("second"); list.add("third"); list.add("fourth"); list.forEach(o -> { try { // 间隔1s Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 遍历集合提交任务 fixedThreadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + o); try { // 间隔1s Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); }); } }
执行结果:
pool-1-thread-1 : first
pool-1-thread-2 : second
pool-1-thread-3 : third
pool-1-thread-1 : fourth
定时线程池 Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行
package com.test; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class PoolTest { public static void main(String[] args) { // 创建定长线程池、支持定时、延迟、周期性执行任务 ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3); scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : 1秒后每隔3秒执行一次"); } }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS); } }
执行结果:
pool-1-thread-1 : 1秒后每隔3秒执行一次
pool-1-thread-1 : 1秒后每隔3秒执行一次
pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒执行一次
pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒执行一次
pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒执行一次
pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒执行一次
pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒执行一次
三、自定义线程池
常用构造函数:
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue)
参数说明:
1、corePoolSize 核心线程数大小,当线程数<corePoolSize ,会创建线程执行runnable
2、maximumPoolSize 最大线程数, 当线程数 >= corePoolSize的时候,会把runnable放入workQueue中
3、keepAliveTime 保持存活时间,当线程数大于corePoolSize的空闲线程能保持的最大时间。
4、unit 时间单位
5、workQueue 保存任务的阻塞队列
6、threadFactory 创建线程的工厂
7、handler 拒绝策略
任务执行顺序:
1、当线程数小于corePoolSize时,创建线程执行任务。
2、当线程数大于等于corePoolSize并且workQueue没有满时,放入workQueue中
3、线程数大于等于corePoolSize并且当workQueue满时,新任务新建线程运行,线程总数要小于maximumPoolSize
4、当线程总数等于maximumPoolSize并且workQueue满了的时候执行handler的rejectedExecution。也就是拒绝策略。
ThreadPoolExecutor默认有四个拒绝策略:
1、new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() 直接抛出异常RejectedExecutionException
2、new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() 直接调用run方法并且阻塞执行
3、new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy() 直接丢弃后来的任务
4、new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() 丢弃在队列中队首的任务
缓冲队列BlockingQueue:
BlockingQueue是双缓冲队列。BlockingQueue内部使用两条队列,允许两个线程同时向队列一个存储,一个取出操作。在保证并发安全的同时,提高了队列的存取效率。
常用的几种BlockingQueue:
- ArrayBlockingQueue(int i):规定大小的BlockingQueue,其构造必须指定大小。其所含的对象是FIFO顺序排序的。
- LinkedBlockingQueue()或者(int i):大小不固定的BlockingQueue,若其构造时指定大小,生成的BlockingQueue有大小限制,不指定大小,其大小有Integer.MAX_VALUE来决定。其所含的对象是FIFO顺序排序的。
- PriorityBlockingQueue()或者(int i):类似于LinkedBlockingQueue,但是其所含对象的排序不是FIFO,而是依据对象的自然顺序或者构造函数的Comparator决定。
- SynchronizedQueue():特殊的BlockingQueue,对其的操作必须是放和取交替完成。
package com.test; import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque; import java.util.concurrent.RejectedExecutionHandler; import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class PoolTest { public static void main(String[] args) { // 工作队列 LinkedBlockingDeque<Runnable> workQueue = new LinkedBlockingDeque<Runnable>(); // 拒绝策略 RejectedExecutionHandler handler = new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy(); ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(2, 10, 20, TimeUnit.MILLISECONDS, workQueue, handler); threadPoolExecutor.execute(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("自定义线程池"); } }); } }
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