coding++:java 线程池概述
前言:
1):创建一个可缓存线程池
2):创建一个可重用固定个数的线程池,以共享的无界队列方式来运行这些线程。
3):创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行
4):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。
5):缓冲队列BlockingQueue 和 自定义线程池 ThreadPoolExecutor
线程池简介:
1、线程池的概念:
线程池就是首先创建一些线程,它们的集合称为线程池。
使用线程池可以很好地提高性能,线程池在系统启动时即创建大量空闲的线程,程序将一个任务传给线程池,线程池就会启动一条线程来执行这个任务,执行结束以后,该线程并不会死亡,而是再次返回线程池中成为空闲状态,
等待执行下一个任务。
2、线程池的工作机制:
在线程池的编程模式下,任务是提交给整个线程池,而不是直接提交给某个线程,线程池在拿到任务后,就在内部寻找是否有空闲的线程,如果有,则将任务交给某个空闲的线程。
一个线程同时只能执行一个任务,但可以同时向一个线程池提交多个任务。
3、使用线程池的原因:
多线程运行时间,系统不断的启动和关闭新线程,成本非常高,会过渡消耗系统资源,以及过渡切换线程的危险,从而可能导致系统资源的崩溃。这时,线程池就是最好的选择了
4、使用new Thread()创建线程的弊端
每次通过new Thread()创建对象性能不佳。
线程缺乏统一管理,可能无限制新建线程,相互之间竞争,及可能占用过多系统资源导致死机或oom。
缺乏更多功能,如定时执行、定期执行、线程中断。
5、使用线程池的好处
重用存在的线程,减少对象创建、消亡的开销,提升性能。
可有效控制最大并发线程数,提高系统资源的使用率,同时避免过多资源竞争,避免堵塞。
提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。
Java通过Executors提供四种线程池,分别为:
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 创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待。
newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池,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。
示例代码(一):创建一个可缓存线程池
Executors.newCacheThreadPool():可缓存线程池,先查看池中有没有以前建立的线程,如果有,就直接使用。
如果没有,就建一个新的线程加入池中,缓存型池子通常用于执行一些生存期很短的异步型任务
package com.study.test; import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors; public class ThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) {
//创建一个可缓存线程池
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
//sleep可明显看到使用的是线程池里面以前的线程,没有创建新的线程
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
public void run() {
//打印正在执行的缓存线程信息
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被执行");
}
});
}
}
}
输出结果:
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
线程池为无限大,当执行当前任务时上一个任务已经完成,会复用执行上一个任务的线程,而不用每次新建线程
示例代码(二):Executors.newFixedThreadPool(int n):创建一个可重用固定个数的线程池,以共享的无界队列方式来运行这些线程。
示例代码:
package com.study.test; import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors; public class ThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) {
//创建一个可重用固定个数的线程池
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
public void run() {
try {
//打印正在执行的缓存线程信息
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被执行");
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
}
}
输出结果:
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-2正在被执行
pool-1-thread-3正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-2正在被执行
pool-1-thread-3正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-2正在被执行
pool-1-thread-3正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
因为线程池大小为3,每个任务输出打印结果后sleep 2秒,所以每两秒打印3个结果。
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()
示例代码(三):Executors.newScheduledThreadPool(int n):创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行
延迟执行示例代码:
package com.study.test; import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit; public class ThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) {
//创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行——延迟执行
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
//延迟1秒执行
scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("延迟1秒执行");
}
}, 1, TimeUnit.SECONDS);
}
}
输出结果:延迟1秒执行
定期执行示例代码:
package com.study.test; import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit; public class ThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) {
//创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行——定期执行
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
//延迟1秒后每3秒执行一次
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("延迟1秒后每3秒执行一次");
}
}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
}
}
输出结果:
延迟1秒后每3秒执行一次
延迟1秒后每3秒执行一次
示例代码(四):Executors.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。
示例代码:
package com.study.test; import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors; public class TestThreadPoolExecutor {
public static void main(String[] args) {
//创建一个单线程化的线程池
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
public void run() {
try {
//结果依次输出,相当于顺序执行各个任务
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被执行,打印的值是:"+index);
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
}
}
输出结果:
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:0
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:1
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:2
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:3
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:4
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:5
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:6
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:7
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:8
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:9
缓冲队列BlockingQueue 和 自定义线程池 ThreadPoolExecutor
1、缓冲队列BlockingQueue简介:
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。
2、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。
3. 自定义线程池(ThreadPoolExecutor和BlockingQueue连用):
自定义线程池,可以用ThreadPoolExecutor类创建,它有多个构造方法来创建线程池。
常见的构造函数:ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue)
示例代码:
package com.study.test; import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit; class TempThread implements Runnable { @Override
public void run() {
// 打印正在执行的缓存线程信息
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在被执行");
try {
// sleep一秒保证3个任务在分别在3个线程上执行
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} } public class TestThreadPoolExecutor {
public static void main(String[] args) {
// 创建数组型缓冲等待队列
BlockingQueue<Runnable> bq = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10);
// ThreadPoolExecutor:创建自定义线程池,池中保存的线程数为3,允许最大的线程数为6
ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 50, TimeUnit.MILLISECONDS, bq); // 创建3个任务
Runnable t1 = new TempThread();
Runnable t2 = new TempThread();
Runnable t3 = new TempThread();// 3个任务在分别在3个线程上执行
tpe.execute(t1);
tpe.execute(t2);
tpe.execute(t3);// 关闭自定义线程池
tpe.shutdown();
}
}
输出结果:
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-2正在被执行
pool-1-thread-3正在被执行
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