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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
想了解Java常用线程池原理及使用方法解析的相关内容吗,与李在本文为您仔细讲解Java线程池原理的相关知识和一些Code实例,欢迎阅读和指正,我们先划重点:Java,线程池原理,下面大家一起来学习吧。

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:

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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