简介
线程的使用在 java 中占有极其重要的地位,在 jdk1.4 极其之前的 jdk 版本中,关于线程池的使用是极其简陋的。在 jdk1.5 之后这一情况有了很大的改观。Jdk1.5 之后加入了java.util.concurrent 包,这个包中主要介绍 java 中线程以及线程池的使用。为我们在开发中处理线程的问题提供了非常大的帮助。
线程池
线程池的作用:
线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。根据系统的环境情况,可以自动或手动设置线程数量,达到运行的最佳效果;少了浪费了系统资源,多了造成系统拥挤效率不高。用线程池控制线程数量,其他线程排队等候。一个任务执行完毕,再从队列的中取最前面的任务开始执行。若队列中没有等待线程,线程池的这一资源处于等待。当一个新任务需要运行时,如果线程池中有等待的工作线程,就可以开始运行了,否则进入等待队列。
为什么要用线程池: :
减少了创建和销毁线程的次数,每个工作线程都可以被重复利用,可执行多个任务。
可以根据系统的承受能力,调整线程池中工作线线程的数目,防止因为消耗过多的内存,而把服务器累趴下(每个线程需要大约 1MB 内存,线程开的越多,消耗的内存也就越大,最后死机)。
Java 里面线程池的顶级接口是 Executor,但是严格意义上讲 Executor 并不是一个线程池,而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是 ExecutorService。
比较重要的几个类:
ExecutorService 真正的线程池接口。
ScheduledExecutorService 能和 Timer/TimerTask 类似,解决那些需要任务重复执行的问题。
ThreadPoolExecutor ExecutorService 的默认实现。
ScheduledThreadPoolExecutor 继承ThreadPoolExecutor的
ScheduledExecutorService接口实现,周期性任务调度的类实现
要配置一个线程池是比较复杂的,尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下,很有可能配置的线程池不是较优的,因此在 Executors 类里面提供了一些静态工厂,生成一些常用的线程池
newSingleThreadExecutor
创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作,也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束,那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。
newFixedThreadPool
创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程,直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变,如果某个线程因为执行异常而结束,那么线程池会补充一个新线程
newCachedThreadPool
创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程,那么就会回收部分空闲(60 秒不执行任务)的线程,当任务数增加时,此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制,线程池大小完全依赖于操作系统(或者说 JVM)能够创建的最大线程大小。
newScheduledThreadPool
创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求
实例
newSingleThreadExecutor
运行结果
线程名称:pool-1-thread-1
newFixedThreadPool
运行结果
一共启了两个线程:
pool-1-thread-1、pool-1-thread-2
把线程数改成5,
运行结果
一共启动了5个线程
pool-1-thread-1、
pool-1-thread-2、
pool-1-thread-3、
pool-1-thread-4、
pool-1-thread-5
newCachedThreadPool
运行结果
一共启动了5个线程
newScheduledThreadPool
运行结果
ThreadPoolExecutor详解
其中有四个构造函数,但是实质上都是调用最后一个,只是前面的三个队入参进行了初始化。
最终都是调用一个构造函数
参数说明:
corePoolSize - 池中所保存的线程数,包括空闲线程。
maximumPoolSize-池中允许的最大线程数。
keepAliveTime - 当线程数大于核心时,此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。
unit - keepAliveTime 参数的时间单位。
workQueue - 执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由 execute 方法提交的 Runnable 任务。
threadFactory - 执行程序创建新线程时使用的工厂。
handler - 由于超出线程范围和队列容量而使执行被阻塞时所使用的处理程序。
在 JDK 帮助文档中,有如此一段话:
强烈建议程序员使用较为方便的 Executors 工厂方法Executors.newCachedThreadPool() (无界线程池,可以进行自动线
程回收)、
Executors.newFixedThreadPool(int)(固定大小线程池)
Executors.newSingleThreadExecutor() (单个后台线程)
它们均为大多数使用场景预定义了设置
下面介绍一下几个类的源码
Executors.newFixedThreadPool (int nThreads): 固定大小线程池。
corePoolSize 和 maximumPoolSize 的大小是一样的(实际上,后
面会介绍,如果使用无界 queue 的话 maximumPoolSize 参数是没有意义的),keepAliveTime 和 unit 的设值表名什么?-就是该实现不想 keep alive!最后的BlockingQueue 选择了 LinkedBlockingQueue,该 queue 有一个特点,他是无界的。
Executors.newSingleThreadExecutor();单线程的线程池。源码中corePoolSize=1,maxmumPoolSize=1
Executors.newCachedThreadPool();无界线程池,可以进行自动线程回放
这个实现就有意思了。首先是无界的线程池,所以我们可以发现 maximumPoolSize为 Integer.max。其次 BlockingQueue 的选择上使用 SynchronousQueue。可能对于该 BlockingQueue 有些陌生,简单说:该 QUEUE 中,每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作。
先从 BlockingQueue
在 JDK 中,其实已经说得很清楚了,一共有三种类型的 queue。所有 BlockingQueue 都可用于传输和保持提交的任务。可以使用此队列与池大小进行交互:
如果运行的线程少于 corePoolSize,则 Executor 始终首选添加新的线程,
而不进行排队。(如果当前运行的线程小于 corePoolSize,则任务根本不 会存放,添加到 queue 中,而是直接抄家伙(thread)开始运行)。
如果运行的线程等于或多于 corePoolSize,则 Executor 始终首选将请求加入队列, 而不添加新的线程。
如果无法将请求加入队列,则创建新的线程,除非创建此线程超出 maximumPoolSize,在这种情况下,任务将被拒绝
排队有三种通用策略:
直接提交、无界队列、有界队列
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