Java自带四种线程池使用

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、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，浪费时间，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。
好处:
• 提高响应速度(减少了创建新线程的时间)
• 降低资源消耗(重复利用线程池中线程,不需要每次都创建)
• 便于线程管理

3、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。

4、 四种常见的线程池详解

4.1、线程池的返回值ExecutorService简介：

ExecutorService是Java提供的用于管理线程池的接口。该接口的两个作用：控制线程数量和重用线程

4.2、具体的4种常用的线程池实现如下：

（nnewScheduledThreadPool返回的是ScheduledExecutorService，该接口继承ExecutorService，另外三种返回值是ExecutorService）

4.2.1、 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；

• 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；

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 (Exception e) {
     
            e.printStackTrace();
        }
        cachedThreadPool.execute(new Thread() {
     
            @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");
            }
        });
    }
    cachedThreadPool.shutdownNow();
}

4.2.2、 Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)

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。
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()；

 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
     
        //创建一个可重用固定个数的线程池
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
     
            try {
     
                Thread.sleep(1000);
            } catch (Exception e) {
     
                e.printStackTrace();
            }
            fixedThreadPool.execute(new Thread() {
     
                @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");
                }
            });
        }
        fixedThreadPool.shutdownNow();
    }

4.2.3、 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。

 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
     
        //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 Thread() {
     
                @Override
                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" + index);
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
     
                        e.printStackTrace();
                    }

                }
            });
        }
    }

4.2.4、 Executors.newScheduledThreadPool()

创建一个定时线程池，支持定时及周期性任务执行

• 延迟执行

 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
     
        //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 scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(2);
        scheduledExecutorService.schedule(new Runnable() {
     
            @Override
            public void run() {
     
                System.out.println(new Date());
                System.out.println("延迟3秒执行");
            }
        }, 3, TimeUnit.SECONDS);
        System.out.println(new Date());
    }

• 定期循环执行

   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
     
        //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 scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(2);
        scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
     
            @Override
            public void run() {
     
                System.out.println(new Date());
                System.out.println("延迟3秒执行,没2秒执行一次");
            }
        }, 3,2,TimeUnit.SECONDS);
        System.out.println(new Date());
    }

5、缓冲队列BlockingQueue和自定义线程池ThreadPoolExecutor

5.1、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。

5.2、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。

5.3、 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：

    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
     
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
             Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
    }

 *
 * @param corePoolSize 创建线程池的线程数量
 * @param maximumPoolSize 线程池的最大线程数
 * @param keepAliveTime 当线程数量大于corePoolSize ，空闲的线程当空闲时间超过keepAliveTime时就会回收；
 * @param unit  {@code keepAliveTime} 时间单位
 * @param workQueue 保留任务的队列
 *

public 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();
        }
    }
}

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class MyDesignThreadPoolExecutor {
     
    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);
    }
}