在Java1.5中提供了一个非常高效实用的多线程包：java.util.concurrent,提供了大量高级工具，可以帮助开发者编写高效易维护、结构清晰的Java多线程程序。
线程池
之前我们在使用多线程都是用Thread的start()来创建启动一个线程，但是在实际开发中，如果每个请求到达就创建一个新线程，开销是相当大的。服务器在创建和销毁线程上花费的时间和消耗的系统资源都相当大，甚至可能要比在处理实际的用请求的时间和资源要多的多。除了创建和销毁线程的开销之外，活动的线程也需要消耗系统资源。如果在一个jvm里创建太多的线程，可能会使系统由于过度消耗内存或“切换过度”而导致系统资源不足。这就引入了线程池概念。
线程池的原理其实就是对多线程的一个管理，为了实现异步机制的一种方法，其实就是多个线程执行多个任务，最终这些线程通过线程池进行管理…不用手动去维护…一次可以处理多个任务，这样就可以迅速的进行相应…比如说一个网站成为了热点网站，那么对于大量的点击量，就必须要对每一次的点击做出迅速的处理，这样才能达到更好的交互效果…这样就需要多个线程去处理这些请求，以便能够更好的提供服务…
在java.util.concurrent包下，提供了一系列与线程池相关的类。合理的使用线程池，可以带来多个好处：
（1） 降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗；
（2） 提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行；
（3） 提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。
线程池可以应对突然大爆发量的访问，通过有限个固定线程为大量的操作服务，减少创建和销毁线程所需的时间。
使用线程池：
1、创建线程池
2、创建任务
3、执行任务
4、关闭线程池
五种线程池的使用场景
-
newSingleThreadExecutor：一个单线程的线程池，可以用于需要保证顺序执行的场景，并且只有一个线程在执行。
-
newFixedThreadPool：一个固定大小的线程池，可以用于已知并发压力的情况下，对线程数做限制。
-
newCachedThreadPool：一个可以无限扩大的线程池，比较适合处理执行时间比较小的任务。
-
newScheduledThreadPool：可以延时启动，定时启动的线程池，适用于需要多个后台线程执行周期任务的场景。
newWorkStealingPool：一个拥有多个任务队列的线程池，可以减少连接数，创建当前可用cpu数量的线程来并行执行。
创建线程池
一般通过工具类Executors的静态方法来获取线程池或静态方法。介绍四种常用创建方法
ExecutorService service1 = Executors.newSingleThreadExecutor();
说明： 单例线程，表示在任意的时间段内，线程池中只有一个线程在工作
ExecutorService service2 = Executors.newCacheThreadPool();
说明： 缓存线程池，先查看线程池中是否有当前执行线程的缓存，如果有就resue(复用),如果没有,那么需要创建一个线程来完成当前的调用.并且这类线程池只能完成一些生存期很短的一些任务.并且这类线程池内部规定能resue(复用)的线程，空闲的时间不能超过60s,一旦超过了60s,就会被移出线程池
ExecutorService service3 = Executors.newFixedThreadPool(10);
说明： 固定型线程池，和newCacheThreadPool()差不多，也能够实现resue(复用),但是这个池子规定了线程的最大数量，也就是说当池子有空闲时，那么新的任务将会在空闲线程中被执行，一旦线程池内的线程都在进行工作，那么新的任务就必须等待线程池有空闲的时候才能够进入线程池,其他的任务继续排队等待.这类池子没有规定其空闲的时间到底有多长.这一类的池子更适用于服务器.
ExecutorService service4 = Executors.newScheduledThreadPool(10);
说明： 调度型线程池,调度型线程池会根据Scheduled(任务列表)进行延迟执行，或者是进行周期性的执行.适用于一些周期性的工作.
package com.reapal.brave.main;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* Created by jack-cooper on 2017/2/23.
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
service.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while(true){
System.out.println("hello world !");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
});
System.out.println(" ===> main Thread execute here ! " );
}
}
自定义线程池
构造函数的定义
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler) ;
- corePoolSize
线程池大小，决定着新提交的任务是新开线程去执行还是放到任务队列中，也是线程池的最最核心的参数。一般线程池开始时是没有线程的，只有当任务来了并且线程数量小于corePoolSize才会创建线程。 - maximumPoolSize
最大线程数，线程池能创建的最大线程数量。 - keepAliveTime
在线程数量超过corePoolSize后，多余空闲线程的最大存活时间。 - unit
时间单位 - workQueue
存放来不及处理的任务的队列，是一个BlockingQueue。 - threadFactory
生产线程的工厂类，可以定义线程名，优先级等。ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder() .setNameFormat("demo-pool-%d").build(); - handler
拒绝策略，当任务来不及处理的时候，如何处理, 前面有讲解。
1、AbortPolicy-- 当任务添加到线程池中被拒绝时，它将抛出 RejectedExecutionException 异常。
2、CallerRunsPolicy-- 当任务添加到线程池中被拒绝时，会在线程池当前正在运行的Thread线程池中处理被拒绝的任务。
3、DiscardOldestPolicy-- 当任务添加到线程池中被拒绝时，线程池会放弃等待队列中最旧的未处理任务，然后将被拒绝的任务添加到等待队列中。
4、DiscardPolicy-- 当任务添加到线程池中被拒绝时，线程池将丢弃被拒绝 的任务。
参考： http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3512947.html
例子
ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder()
.setNameFormat("demo-pool-%d").build();
ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(5, 200,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue(1024), namedThreadFactory, new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
for(int i=0;i<1000;i++) {
pool.execute(() -> {
//todo 此处写业务
});
}
创建任务
任务分为两种:一种是有返回值的（ callable ），一种是没有返回值的（ runnable ）. Callable与 Future 两功能是Java在后续版本中为了适应多并法才加入的，Callable是类似于Runnable的接口，实现Callable接口的类和实现Runnable的类都是可被其他线程执行的任务。
- 无返回值的任务就是一个实现了runnable接口的类.使用run方法.
- 有返回值的任务是一个实现了callable接口的类.使用call方法.
Callable和Runnable的区别如下：
- Callable定义的方法是call，而Runnable定义的方法是run。
- Callable的call方法可以有返回值，而Runnable的run方法不能有返回值。
- Callable的call方法可抛出异常，而Runnable的run方法不能抛出异常。
Future 介绍
Future表示异步计算的结果，它提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并检索计算的结果。Future的cancel方法可以取消任务的执行，它有一布尔参数，参数为 true 表示立即中断任务的执行，参数为 false 表示允许正在运行的任务运行完成。Future的 get 方法等待计算完成，获取计算结果。
package com.reapal.brave.main;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
public class CallableAndFuture {
public static class MyCallable implements Callable{
private int flag = 0;
public MyCallable(int flag){
this.flag = flag;
}
public String call() throws Exception{
if (this.flag == 0){
return "flag = 0";
}
if (this.flag == 1){
try {
while (true) {
System.out.println("looping.");
Thread.sleep(2000);
}
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("Interrupted");
}
return "false";
} else {
throw new Exception("Bad flag value!");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
// 定义3个Callable类型的任务
MyCallable task1 = new MyCallable(0);
MyCallable task2 = new MyCallable(1);
MyCallable task3 = new MyCallable(2);
// 创建一个执行任务的服务
ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(3);
try {
// 提交并执行任务，任务启动时返回了一个Future对象，
// 如果想得到任务执行的结果或者是异常可对这个Future对象进行操作
Future future1 = es.submit(task1);
// 获得第一个任务的结果，如果调用get方法，当前线程会等待任务执行完毕后才往下执行
System.out.println("task1: " + future1.get());
Future future2 = es.submit(task2);
// 等待5秒后，再停止第二个任务。因为第二个任务进行的是无限循环
Thread.sleep(5000);
System.out.println("task2 cancel: " + future2.cancel(true));
// 获取第三个任务的输出，因为执行第三个任务会引起异常
// 所以下面的语句将引起异常的抛出
Future future3 = es.submit(task3);
System.out.println("task3: " + future3.get());
} catch (Exception e){
System.out.println(e.toString());
}
// 停止任务执行服务
es.shutdownNow();
}
}
执行任务
通过java.util.concurrent.ExecutorService接口对象来执行任务，该对象有两个方法可以执行任务execute和submit。execute这种方式提交没有返回值，也就不能判断是否执行成功。submit这种方式它会返回一个Future对象，通过future的get方法来获取返回值，get方法会阻塞住直到任务完成。
execute与submit区别：
- 接收的参数不一样
- submit有返回值，而execute没有
- submit方便Exception处理
- execute是Executor接口中唯一定义的方法；submit是ExecutorService（该接口继承Executor）中定义的方法
关闭线程池
线程池使用完毕，需要对其进行关闭，有两种方法
shutdown()
说明：shutdown并不是直接关闭线程池，而是不再接受新的任务…如果线程池内有任务，那么把这些任务执行完毕后，关闭线程池
shutdownNow()
说明：这个方法表示不再接受新的任务，并把任务队列中的任务直接移出掉，如果有正在执行的，尝试进行停止
综合使用案例(FutureTask)
import java.util.concurrent.*;
/**
* Author : Slogen
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*/
public class CallDemo {
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
/**
* 第一种方式:Future + ExecutorService
* Task task = new Task();
* ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
* Future future = service.submit(task1);
* service.shutdown();
*/
/**
* 第二种方式: FutureTask + ExecutorService
* ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
* Task task = new Task();
* FutureTask futureTask = new FutureTask(task);
* executor.submit(futureTask);
* executor.shutdown();
*/
/**
* 第三种方式:FutureTask + Thread
*/
// 2. 新建FutureTask,需要一个实现了Callable接口的类的实例作为构造函数参数
FutureTask futureTask = new FutureTask(new Task());
// 3. 新建Thread对象并启动
Thread thread = new Thread(futureTask);
thread.setName("Task thread");
thread.start();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Thread [" + Thread.currentThread().getName() + "] is running");
// 4. 调用isDone()判断任务是否结束
if(!futureTask.isDone()) {
System.out.println("Task is not done");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
int result = 0;
try {
// 5. 调用get()方法获取任务结果,如果任务没有执行完成则阻塞等待
result = futureTask.get();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("result is " + result);
}
// 1. 继承Callable接口,实现call()方法,泛型参数为要返回的类型
static class Task implements Callable {
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("Thread [" + Thread.currentThread().getName() + "] is running");
int result = 0;
for(int i = 0; i < 100;++i) {
result += i;
}
Thread.sleep(3000);
return result;
}
}
}
综合使用案例一
需求：从数据库中获取url，并利用httpclient循环访问url地址，并对返回结果进行操作
分析：由于是循环的对多个url进行访问并获取数据，为了执行的效率，考虑使用多线程，url数量未知如果每个任务都创建一个线程将消耗大量的系统资源，最后决定使用线程池。
public class GetMonitorDataService {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(GetMonitorDataService.class);
@Resource
private MonitorProjectUrlMapper groupUrlMapper;
@Resource
private MonitorDetailBatchInsertMapper monitorDetailBatchInsertMapper;
public void sendData(){
//调用dao查询所有url
MonitorProjectUrlExample example=new MonitorProjectUrlExample();
List list=groupUrlMapper.selectByExample(example);
logger.info("此次查询数据库中监控url个数为"+list.size());
//获取系统处理器个数，作为线程池数量
int nThreads=Runtime.getRuntime().availableProcessors();
//定义一个装载多线程返回值的集合
List result= Collections.synchronizedList(new ArrayList());
//创建线程池，这里定义了一个创建线程池的工具类，避免了创建多个线程池，ThreadPoolFactoryUtil可以使用单例模式设计
ExecutorService executorService = ThreadPoolFactoryUtil.getExecutorService(nThreads);
//遍历数据库取出的url
if(list!=null&&list.size()>0) {
for (MonitorProjectUrl monitorProjectUrl : list) {
String url = monitorProjectUrl.getMonitorUrl();
//创建任务
ThreadTask threadTask = new ThreadTask(url, result);
//执行任务
executorService.execute(threadTask);
try {//等待直到所有任务完成
executorService.awaitTermination(Long.MAX_VALUE, TimeUnit.MINUTES);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//注意区分shutdownNow
executorService.shutdown();
//对数据进行操作
saveData(result);
}
}
任务
public class ThreadTask implements Runnable{
//这里实现runnable接口
private String url;
private List list;
public ThreadTask(String url,List list){
this.url=url;
this.list=list;
}
//把获取的数据进行处理
@Override
public void run() {
MonitorDetail detail = HttpClientUtil.send(url, MonitorDetail.class);
list.add(detail);
}
}
综合使用案例二(countDownLatch)
package com.br.lucky.utils;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;
/**
* @author 10400
* @create 2018-04-19 20:38
*/
public class FatureTest {
//1、配置线程池
private static ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(20);
//2、封装响应Feature
class BizResult{
public String orderId;
public String data;
public String getOrderId() {
return orderId;
}
public void setOrderId(String orderId) {
this.orderId = orderId;
}
public String getData() {
return data;
}
public void setData(String data) {
this.data = data;
}
}
//3、实现Callable接口
class BizTask implements Callable {
private String orderId;
private Object data;
//可以用其他方式
private CountDownLatch countDownLatch;
public BizTask(String orderId, Object data, CountDownLatch countDownLatch) {
this.orderId = orderId;
this.data = data;
this.countDownLatch = countDownLatch;
}
@Override
public Object call() {
try {
//todo business
System.out.println("当前线程Id = " + this.orderId);
BizResult br = new BizResult();
br.setOrderId(this.orderId);
br.setData("some key about your business" + this.getClass());
return br;
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}finally {
//线程结束时，将计时器减一
countDownLatch.countDown();
}
return null;
}
}
/**
* 业务逻辑入口
*/
public List beginBusiness() throws InterruptedException {
//模拟批量业务数据
List list = new ArrayList<>();
for (int i = 0 ; i < 1000 ; i++) {
list.add(String.valueOf(i));
}
//设置计数器
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(list.size());
//接收多线程响应结果
List resultList = new ArrayList<>();
//begin thread
for( int i = 0 ,size = list.size() ; i futures = ft.beginBusiness();
System.out.println("futures.size() = " + futures.size());
//todo some operate
System.out.println(" ==========================end========================= " );
}
}
综合使用案例三(future.get())
package com.br.lucky.utils;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;
/**
* @author 10400
* @create 2018-04-19 20:38
*/
public class FatureTest {
/**
ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder()
.setNameFormat("demo-pool-%d").build();
ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(5, 200,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue(1024), namedThreadFactory, new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
for(int i=0;i<1000;i++) {
pool.execute(() -> {
//todo 业务逻辑在此
});
}
*/
//1、配置线程池
private static ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(20);
//2、封装响应Feature
class BizResult{
public String orderId;
public String data;
public String getOrderId() {
return orderId;
}
public void setOrderId(String orderId) {
this.orderId = orderId;
}
public String getData() {
return data;
}
public void setData(String data) {
this.data = data;
}
}
//3、实现Callable接口
class BizTask implements Callable {
private String orderId;
private Object data;
public BizTask(String orderId, Object data) {
this.orderId = orderId;
this.data = data;
}
@Override
public Object call() {
try {
//todo business
System.out.println("当前线程Id = " + this.orderId);
BizResult br = new BizResult();
br.setOrderId(this.orderId);
br.setData("some key about your business" + this.getClass());
Thread.sleep(3000);
return br;
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}
/**
* 业务逻辑入口
*/
public List beginBusiness() throws InterruptedException, ExecutionException {
//模拟批量业务数据
List list = new ArrayList<>();
for (int i = 0 ; i < 100 ; i++) {
list.add(String.valueOf(i));
}
//接收多线程响应结果
List resultList = new ArrayList<>();
//begin thread
for( int i = 0 ,size = list.size() ; i futures = ft.beginBusiness();
System.out.println("futures.size() = " + futures.size());
//todo some operate
System.out.println(" ==========================end========================= " );
}
}
https://yq.aliyun.com/articles/5952
http://www.importnew.com/25286.html