Java常用線程池原理及使用方法解析
一、簡介
什么是線程池？
池的概念大家也許都有所聽聞，池就是相當(dāng)于一個容器，里面有許許多多的東西你可以即拿即用。java中有線程池、連接池等等。線程池就是在系統(tǒng)啟動或者實例化池時創(chuàng)建一些空閑的線程，等待工作調(diào)度，執(zhí)行完任務(wù)后，線程并不會立即被銷毀，而是重新處于空閑狀態(tài)，等待下一次調(diào)度。
線程池的工作機(jī)制？
在線程池的編程模式中，任務(wù)提交并不是直接提交給線程，而是提交給池。線程池在拿到任務(wù)之后，就會尋找有沒有空閑的線程，有則分配給空閑線程執(zhí)行，暫時沒有則會進(jìn)入等待隊列，繼續(xù)等待空閑線程。如果超出最大接受的工作數(shù)量，則會觸發(fā)線程池的拒絕策略。
為什么使用線程池？
線程的創(chuàng)建與銷毀需要消耗大量資源，重復(fù)的創(chuàng)建與銷毀明顯不必要。而且池的好處就是響應(yīng)快，需要的時候自取，就不會存在等待創(chuàng)建的時間。線程池可以很好地管理系統(tǒng)內(nèi)部的線程，如數(shù)量以及調(diào)度。
二、常用線程池介紹
Java類ExecutorService是線程池的父接口，并非頂層接口。以下四種常用線程池的類型都可以是ExecutorService。
單一線程池 Executors.newSingleThreadExecutor()
內(nèi)部只有唯一一個線程進(jìn)行工作調(diào)度，可以保證任務(wù)的執(zhí)行順序（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) {
// 創(chuàng)建單一線程池
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("first");
list.add("second");
list.add("third");
list.forEach(o -> {
// 遍歷集合提交任務(wù)
singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + o);
try {
// 間隔1s
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
});
}
}
執(zhí)行結(jié)果：
pool-1-thread-1 : first
pool-1-thread-1 : second
pool-1-thread-1 : third
可緩存線程池 Executors.newCachedThreadPool()
如果線程池中有可使用的線程，則使用，如果沒有，則在池中新建一個線程，可緩存線程池中線程數(shù)量最大為Integer.MAX_VALUE。通常用它來運行一些執(zhí)行時間短，且經(jīng)常用到的任務(wù)。
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) {
// 創(chuàng)建可緩存線程池
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("first");
list.add("second");
list.add("third");
list.forEach(o -> {
try {
// 間隔3s
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 遍歷集合提交任務(wù)
cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + o);
try {
// 間隔1s
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
});
}
}
執(zhí)行結(jié)果：
pool-1-thread-1 : first
pool-1-thread-1 : second
pool-1-thread-1 : third
因為間隔時間長，下一個任務(wù)運行時，上一個任務(wù)已經(jīng)完成，所以線程可以繼續(xù)復(fù)用，如果間隔時間調(diào)短，那么部分線程將會使用新線程來運行。
把每個任務(wù)等待時間從3s調(diào)低至1s:
執(zhí)行結(jié)果：
pool-1-thread-1 : first
pool-1-thread-2 : second
pool-1-thread-1 : third
定長線程池 Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)
創(chuàng)建一個固定線程數(shù)量的線程池，參數(shù)手動傳入
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) {
// 創(chuàng)建可緩存線程池
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 {
// 間隔1s
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 遍歷集合提交任務(wù)
fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + o);
try {
// 間隔1s
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
});
}
}
執(zhí)行結(jié)果：
pool-1-thread-1 : first
pool-1-thread-2 : second
pool-1-thread-3 : third
pool-1-thread-1 : fourth
定時線程池 Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
創(chuàng)建一個定長線程池，支持定時及周期性任務(wù)執(zhí)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) {
// 創(chuàng)建定長線程池、支持定時、延遲、周期性執(zhí)行任務(wù)
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秒執(zhí)行一次");
}
}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
}
}
執(zhí)行結(jié)果：
pool-1-thread-1 : 1秒后每隔3秒執(zhí)行一次
pool-1-thread-1 : 1秒后每隔3秒執(zhí)行一次
pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒執(zhí)行一次
pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒執(zhí)行一次
pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒執(zhí)行一次
pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒執(zhí)行一次
pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒執(zhí)行一次
三、自定義線程池
常用構(gòu)造函數(shù)：
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue)
參數(shù)說明：
1、corePoolSize 核心線程數(shù)大小，當(dāng)線程數(shù)<corePoolSize ，會創(chuàng)建線程執(zhí)行runnable
2、maximumPoolSize 最大線程數(shù)， 當(dāng)線程數(shù) >= corePoolSize的時候，會把runnable放入workQueue中
3、keepAliveTime 保持存活時間，當(dāng)線程數(shù)大于corePoolSize的空閑線程能保持的最大時間。
4、unit 時間單位
5、workQueue 保存任務(wù)的阻塞隊列
6、threadFactory 創(chuàng)建線程的工廠
7、handler 拒絕策略
任務(wù)執(zhí)行順序：
1、當(dāng)線程數(shù)小于corePoolSize時，創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù)。
2、當(dāng)線程數(shù)大于等于corePoolSize并且workQueue沒有滿時，放入workQueue中
3、線程數(shù)大于等于corePoolSize并且當(dāng)workQueue滿時，新任務(wù)新建線程運行，線程總數(shù)要小于maximumPoolSize
4、當(dāng)線程總數(shù)等于maximumPoolSize并且workQueue滿了的時候執(zhí)行handler的rejectedExecution。也就是拒絕策略。
ThreadPoolExecutor默認(rèn)有四個拒絕策略：
1、new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() 直接拋出異常RejectedExecutionException
2、new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() 直接調(diào)用run方法并且阻塞執(zhí)行
3、new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy() 直接丟棄后來的任務(wù)
4、new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() 丟棄在隊列中隊首的任務(wù)
緩沖隊列BlockingQueue：
BlockingQueue是雙緩沖隊列。BlockingQueue內(nèi)部使用兩條隊列，允許兩個線程同時向隊列一個存儲，一個取出操作。在保證并發(fā)安全的同時，提高了隊列的存取效率。
常用的幾種BlockingQueue：
- ArrayBlockingQueue（int i）:規(guī)定大小的BlockingQueue，其構(gòu)造必須指定大小。其所含的對象是FIFO順序排序的。
- LinkedBlockingQueue（）或者（int i）:大小不固定的BlockingQueue，若其構(gòu)造時指定大小，生成的BlockingQueue有大小限制，不指定大小，其大小有Integer.MAX_VALUE來決定。其所含的對象是FIFO順序排序的。
- PriorityBlockingQueue（）或者（int i）:類似于LinkedBlockingQueue，但是其所含對象的排序不是FIFO，而是依據(jù)對象的自然順序或者構(gòu)造函數(shù)的Comparator決定。
- SynchronizedQueue（）:特殊的BlockingQueue，對其的操作必須是放和取交替完成。
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) {
// 工作隊列
LinkedBlockingDeque<Runnable> workQueue = new LinkedBlockingDeque<Runnable>();
// 拒絕策略
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("自定義線程池");
}
});
}
}
以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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