Java并发之JDK并发包(2)

实战Java高并发程序设计笔记


线程复用:线程池

线程池可以有效的控制系统中线程的数据,可以避免线程不断的创建和关闭。

  1. 什么是线程池

  2. 不重复造轮子:JDK对线程池的支持

  • JDK提供一套Executor框架,帮助开发人员有效的进行线程控制,其本质就是一个线程池,如下图,


    Java并发之JDK并发包(2)_第1张图片
    Executor框架结构图
  • 5个创建线程池的方法简单介绍
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) 
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
public static ExecutorService newCachedThreadPool()
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() 
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) 

newFixedThreadPool:创建一个指定线程数量的线程池。该线程池中的数量始终不变。提交一个新任务,此时若线程池中有空闲线程,则立即执行,否则该任务会加入一个任务队列中,等有空闲任务时,在处理该线程
newSingleThreadExecutor:创建一个只有一个线程的线程池。有新任务提示时的处理与newFixedThreadPool相同
newCachedThreadPool:可根据实际情况创建有一个线程数量不确定的线程池。但若有空闲线程,则会优先使用可复用的线程。否则会创建新的线程处理任务。线程处理完毕后返回线程池复用。
newSingleThreadScheduledExecutor:创建一个只有一个线程的线程池,可以做延迟,或者周期性任务。
newScheduledThreadPool:创建一个指定线程数量的线程池,同样可以做延迟,或者周期性任务。
提供一个简单的用法 executor 的创建可以用以上5中线程池替换。

 public static void main(String args[]){
        Task task = new Task();
        ExecutorService executor=  Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0 ; i < 10000 ; i ++){
            executor.submit(task);
        }
    }
   static class Task implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep(100);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " <--> "+ Thread.currentThread().getId() );
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
  1. 计划任务
  • schedule:在指定的延迟时间后对线程池中的任务调度一次
  • scheduleAtFixedRate:
  • scheduleWithFixedDelay:
public ScheduledFuture schedule(Runnable command,long delay, TimeUnit unit)
public ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initialDelay, long period, TimeUnit unit)
public ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay, long delay, TimeUnit unit)
  1. sumbit和executor的区别
    ExecutorService确切的说执行有两个方法,一个是submit()和execute()方法,但是execute()方法是继承Executor接口的方法,因为ExecutorService接口是继承Executor接口的。这两个方法还是有很大的区别的。区别如下:
  • submit的返回值是Future类型,Future是 一个接口,他表示,submit返回一个该任务的Future,如果任务无法完成将会跑出异常错误,他是可以捕获异常错误的。
  • execute()方法的返回值是void空类型的。
  • ExecutorService的submit与execute方法都能执行任务,但在使用过程,发现其对待run方法抛出的异常处理方式不一样。
    两者执行任务最后都会通过Executor的execute方法来执行,但对于submit,会将runnable物件包装成FutureTask,其run方法会捕捉被包装的Runnable Object的run方法抛出的Throwable异常,待submit方法所返回的的Future Object调用get方法时,将执行任务时捕获的Throwable Object包装成java.util.concurrent.ExecutionException来抛出。
  • 其实好多时候我们并不知道我们写的代码,会抛出一些什么异常,直接捕获父异常时不科学的,对于异常的显示查找也是不好处理的。而Future里面包含了submit异常类型,直接对Future.get()进行try操作,就会自动显示异常类型,那么就会比较好处理,能处理子异常就不要直接写父类的异常,而且代码的异常,如果执行了子类的异常,那么就不再会执行父类的异常。
    1. ThreadPoolExecutor介绍
      • 函数参数含义
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                                  int maximumPoolSize,
                                  long keepAliveTime,
                                  TimeUnit unit,
                                  BlockingQueue workQueue,
                                  ThreadFactory threadFactory,
                                  RejectedExecutionHandler handler) 
    
     - corePoolSize:指定线程池中的线程数量
     - maximumPoolSize:指定线程池的最大线程数量
     - keepAliveTime 当线程池线程数量超过corePoolSize时,多余的空闲线程的存活时间
    - unit:keepAliveTime的单位
    - workQueue:任务队列,被提交但未被执行的任务
    - threadFactory:线程工厂,用于创建线程,一般用默认的即可
    - 拒绝策略。当任务太多来不及处理,如何拒绝任务。 
    
    • 任务队列

      • SynchronousQueue:直接提交队列
      • ArrayBlockingQueue:有界任务队列
      • LinkedBlockingQueue:无界任务队列
      • PriorityBlockingQueue:优先任务队列
    • 调度逻辑流程大致如下


      Java并发之JDK并发包(2)_第2张图片
      调度流程图
    • 拒绝策略

      • AbortPolicy:直接抛出异常,阻止系统正常工作。
      • CallerRunsPolicy:线程池未关闭时,该测试直接在调用者线程中运行被丢弃的任务。
      • DiscardOldestPolicy:丢弃最老的一个请求,并尝试再次提交当前任务
      • DiscardPolicy:默默地丢弃无法处理的任务
        以上四种策略都实现RejectedExecutionHandler接口,那么就可以自定义策略了
    public interface RejectedExecutionHandler {
            void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor);
    }
    
    • 自定义线程创建: ThreadFactory是一个接口,继承该接口在newThread中可以做很多事情:比如说自定义线程名称,组,优先级等信息,便于跟踪线程。
    public interface ThreadFactory {
        Thread newThread(Runnable r);
    }
    
    • 扩展线程池
      ThreadPoolExecutor提供了beforeExecute,afterExecute,terminated三个空方法;继承ThreadPoolExecutor并实现以上三个方法可实现对线程池中线程运行状态的跟踪,输出一下用用调试信息
    protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r)
    protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) 
    protected void terminated()
    

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