初识并发编程（六） 线程池

1：new Thread 弊端

​         每次 new Thread 新建对象,性能差。

        ​ 线程缺乏统一管理,可能无限制的新建线程,相互竞争,有可能占用过多系统资源导致死机或 OOM。

        ​ 缺少更多功能,如更多执行、定期执行、线程中断。

2：线程池的好处

        重用存在的线程,减少对象创建、消亡的开销,性能佳。

        可有效控制最大并发线程数,提高系统资源利用率,同时可以避免过多资源竞争,避免阻塞。

        提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

3：线程池- ThreadPoolExecutor

        corePoolSize :核心线程数量。

        maximumPoolSize :线程最大线程数。

        workQueue :阻塞队列,存储等待执行的任务,很重要,会对线程池运行过程产生重大影响。

        keepAliveTime :线程没有任务执行时最多保持多久时间终止 unit : keepAliveTime 的时间单位。

        threadFactory :线程工厂,用来创建线程。

        rejectHandler :当拒绝处理任务时的策略。

4: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。若队列中没有等待进程，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。

5:为什么要用线程池:

        1: 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。

        2: 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)。

        拓展: 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。

6：线程各个状态：

7：执行方法

execute ():提交任务,交给线程池执行

submit ():提交任务,能够返回执行结果 execute + Future

shutdown ():关闭线程池,等待任务都执行完

shutdownNow ():关闭线程池,不等待任务执行完

8：监控方法

getTaskCount ():线程池已执行和未执行的任务总数

getCompletedTaskCount ():已完成的任务数量

getPoolSize ():线程池当前的线程数量

getActiveCount ():当前线程池中正在执行任务的线程数量

9：Executor 框架接口

Executors.newCachedThreadPool

package com.mmall.concurrency.example.threadPool;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
 * 线程池为无限大，当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程。
 */
@Slf4j
public class newCachedThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int index = i;
            //写法一，直接内部
//            executorService.execute(new Runnable() {
//                @Override
//                public void run() {
//                    log.info("task:{}", index);
//                }
//            });
            //写法二 ，
            executorService.execute(()->{
                outIndex(index);
            });
        }
        //用完记得关闭
        executorService.shutdown();
    }
    public static void outIndex(int index){
        log.info("task:{}", index);
    }
}

 Executors.newFixedThreadPool

package com.mmall.concurrency.example.threadPool;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
 * 
 因为线程池大小为3，每个任务输出index后sleep 2秒，所以每两秒打印3个数字。 
 *
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。 
 */
@Slf4j
public class newFixedThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args)  throws Exception{
        ExecutorService executorService= Executors.newFixedThreadPool(3);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int index=i;
            executorService.execute(()->{
                outIndex(index);
            });
        }
    }
    public static void outIndex(int index)  {
        log.info("task:{}", index);
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (Exception e) {
           log.error("error:{}",e);
        }
    }
    
    /**
    因为线程池大小为3，每个任务输出index后sleep 2秒，所以每两秒打印3个数字。
    16:28:32.281 [pool-1-thread-1] INFO com.mmall.concurrency.example.threadPool.newFixedThreadPoolExample - task:0
      16:28:32.281 [pool-1-thread-2] INFO com.mmall.concurrency.example.threadPool.newFixedThreadPoolExample - task:1
      16:28:32.281 [pool-1-thread-3] INFO com.mmall.concurrency.example.threadPool.newFixedThreadPoolExample - task:2
      16:28:34.290 [pool-1-thread-3] INFO com.mmall.concurrency.example.threadPool.newFixedThreadPoolExample - task:4
      16:28:34.290 [pool-1-thread-2] INFO com.mmall.concurrency.example.threadPool.newFixedThreadPoolExample - task:5
      16:28:34.290 [pool-1-thread-1] INFO com.mmall.concurrency.example.threadPool.newFixedThreadPoolExample - task:3
      16:28:36.292 [pool-1-thread-3] INFO com.mmall.concurrency.example.threadPool.newFixedThreadPoolExample - task:6
      16:28:36.292 [pool-1-thread-2] INFO com.mmall.concurrency.example.threadPool.newFixedThreadPoolExample - task:7
      16:28:36.292 [pool-1-thread-1] INFO com.mmall.concurrency.example.threadPool.newFixedThreadPoolExample - task:8
     16:28:38.294 [pool-1-thread-3] INFO com.mmall.concurrency.example.threadPool.newFixedThreadPoolExample - task:9
**/
}

Executors.newScheduledThreadPool

package com.mmall.concurrency.example.threadPool;

/**
 * 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
 * ScheduledExecutorService比Timer更安全，功能更强大
 */

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.Date;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
 * ScheduledExecutorService比Timer更安全，功能更强大
 */
@Slf4j
public class newScheduledThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) {


        ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
//表示延迟3秒执行
        executorService.schedule(()-> {
            outIndex(1);
        }, 3, TimeUnit.SECONDS);

        //表示延迟1秒后每3秒执行一次。
        executorService.scheduleAtFixedRate(()-> {
            outIndex(2);

        }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
//        executorService.shutdown();

//        Timer timerx = new Timer();
//        timerx.schedule(new TimerTask() {
//            @Override
//            public void run() {
//                log.warn("timerx run");
//            }
//        }, new Date(), 5 * 1000);

    }
    public static void outIndex(int index) {
        log.info("task:{}", index);
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (Exception e) {
            log.error("error:{}", e);
        }
    }
}

Executors.newSingleThreadExecutor

package com.mmall.concurrency.example.threadPool;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * 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
 */
@Slf4j
public class newSingleThreadExecutorExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int index = i;
            executorService.execute(()->{
                outIndex(index);
            });
        }
        executorService.shutdown();
    }

    public static void outIndex(int index) {
        log.info("task:{}", index);
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (Exception e) {
            log.error("error:{}", e);
        }
    }
}