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本帖最后由 小蜀哥哥 于 2019-12-6 11:45 编辑

一. 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

         2.1 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。

         2.1 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。

二. 四种常见的线程池详解

1. 线程池的返回值ExecutorService简介:

         ExecutorService是Java提供的用于管理线程池的类。该类的两个作用:控制线程数量和重用线程

2. 具体的4种常用的线程池实现如下:(返回值都是ExecutorService)

         2.1 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

         示例代码:

1 package com.study.test; 2 3 import java.util.concurrent.ExecutorService; 4 import java.util.concurrent.Executors; 5 6 public class ThreadPoolExecutorTest { 7     public static void main(String[] args) { 8         //创建一个可缓存线程池 9         ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();10         for (int i = 0; i < 10; i++) {11             try {12                 //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13                 Thread.sleep(1000);14             } catch (InterruptedException e) {15                 e.printStackTrace();16             }17             cachedThreadPool.execute(new Runnable() {18                 public void run() {19                     //打印正在执行的缓存线程信息20                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被执行");21                 }22             });23         }24     }25 }

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

       2.2  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:

1 package com.study.test; 2 3 import java.util.concurrent.ExecutorService; 4 import java.util.concurrent.Executors; 5 6 public class ThreadPoolExecutorTest { 7     public static void main(String[] args) { 8         //创建一个可重用固定个数的线程池 9         ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);10         for (int i = 0; i < 10; i++) {11             fixedThreadPool.execute(new Runnable() {12                 public void run() {13                     try {14                         //打印正在执行的缓存线程信息15                         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被执行");16                         Thread.sleep(2000);17                     } catch (InterruptedException e) {18                         e.printStackTrace();19                     }20                 }21             });22         }23     }24 }

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()

       2.3  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:

1 package com.study.test; 2 3 import java.util.concurrent.Executors; 4 import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; 5 import java.util.concurrent.TimeUnit; 6 7 public class ThreadPoolExecutorTest { 8     public static void main(String[] args) { 9         //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10         ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);11         //延迟1秒执行12         scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {13             public void run() {14                 System.out.println("延迟1秒执行");15             }16         }, 1, TimeUnit.SECONDS);17     }18 }

输出结果:延迟1秒执行

             定期执行示例代码:

1 package com.study.test; 2 3 import java.util.concurrent.Executors; 4 import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; 5 import java.util.concurrent.TimeUnit; 6 7 public class ThreadPoolExecutorTest { 8     public static void main(String[] args) { 9         //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10         ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);11         //延迟1秒后每3秒执行一次12         scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {13             public void run() {14                 System.out.println("延迟1秒后每3秒执行一次");15             }16         }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);17     }18 }

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
.............

        2.4  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:

1 package com.study.test; 2 3 import java.util.concurrent.ExecutorService; 4 import java.util.concurrent.Executors; 5 6 public class TestThreadPoolExecutor { 7     public static void main(String[] args) { 8         //创建一个单线程化的线程池 9         ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();10         for (int i = 0; i < 10; i++) {11             final int index = i;12             singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {13                 public void run() {14                     try {15                         //结果依次输出,相当于顺序执行各个任务16                         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被执行,打印的值是:"+index);17                         Thread.sleep(1000);18                     } catch (InterruptedException e) {19                         e.printStackTrace();20                     }21                 }22             });23         }24     }25 }

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

三. 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:

1 package com.study.test; 2 3 import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; 4 import java.util.concurrent.BlockingQueue; 5 import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; 6 import java.util.concurrent.TimeUnit; 7 8 class TempThread implements Runnable { 9 10     @Override11     public void run() {12         // 打印正在执行的缓存线程信息13         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在被执行");14         try {15             // sleep一秒保证3个任务在分别在3个线程上执行16             Thread.sleep(1000);17         } catch (InterruptedException e) {18             e.printStackTrace();19         }20     }21 22 }23 24 public class TestThreadPoolExecutor {25     public static void main(String[] args) {26         // 创建数组型缓冲等待队列27         BlockingQueue<Runnable> bq = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10);28         // 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629         ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 50, TimeUnit.MILLISECONDS, bq);30 31         // 创建3个任务32         Runnable t1 = new TempThread();33         Runnable t2 = new TempThread();34         Runnable t3 = new TempThread();35         // Runnable t4 = new TempThread();36         // Runnable t5 = new TempThread();37         // Runnable t6 = new TempThread();38 39         // 3个任务在分别在3个线程上执行40         tpe.execute(t1);41         tpe.execute(t2);42         tpe.execute(t3);43         // tpe.execute(t4);44         // tpe.execute(t5);45         // tpe.execute(t6);46 47         // 关闭自定义线程池48         tpe.shutdown();49     }50 }

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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