java多线程与并发之java并发编程实践(三)

java并发编程实践基础(三)
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线程池(二)

Sun在Java5中，对Java线程的类库做了大量的扩展，其中线程池就是Java5的新特征之一，除了线程池之外，还有很多多线程相关的内容，为多线程的编程带来了极大便利。为了编写高效稳定可靠的多线程程序，线程部分的新增内容显得尤为重要。 有关Java5线程新特征的内容全部在java.util.concurrent下面，里面包含数目众多的接口和类，熟悉这部分API特征是一项艰难的学习过程。目前有关这方面的资料和书籍都少之又少，大所属介绍线程方面书籍还停留在java5之前的知识层面上。 当然新特征对做多线程程序没有必须的关系，在java5之前也可以写出很优秀的多线程程序。只是代价不一样而已。 
线程池的基本思想还是一种对象池的思想，开辟一块内存空间，里面存放了众多(未死亡)的线程，池中线程执行调度由池管理器来处理。当有线程任务时，从池中取一个，执行完成后线程对象归池，这样可以避免反复创建线程对象所带来的性能开销，节省了系统的资源。 在Java5之前，要实现一个线程池是相当有难度的，现在Java5为我们做好了一切，我们只需要按照提供的API来使用，即可享受线程池带来的极大便利。 
Java5的线程池分好多种：固定尺寸的线程池、可变尺寸连接池。在使用线程池之前，必须知道如何去创建一个线程池，在Java5中，需要了解的是 java.util.concurrent.Executors类的API，这个类提供大量创建连接池的静态方法，是必须掌握的。 

1.固定大小的线程池 

import java.util.concurrent.Executors; 
　　import java.util.concurrent.ExecutorService; 
　　public class Test { 
　　	public static void main(String[] args) { 
　　		//创建一个可重用固定线程数的线程池 
　　		ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); 
　　		//创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口 
　　		Thread t1 = new MyThread(); 
　　		Thread t2 = new MyThread(); 
　　		Thread t3 = new MyThread(); 
　　		Thread t4 = new MyThread(); 
　　		Thread t5 = new MyThread(); 
　　		//将线程放入池中进行执行 
　　		pool.execute(t1); 
　　		pool.execute(t2); 
　　		pool.execute(t3); 
　　		pool.execute(t4); 
　　		pool.execute(t5); 
　　		//关闭线程池 
　　		pool.shutdown(); 
　　	} 
　　} 
　　class MyThread extends Thread{ 
　　	@Override 
　　	public void run() { 
　　		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在执行。。。"); 
　　	} 
　　} 

pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-2正在执行。。。 
Process finished with exit code 0 

2.单任务线程池 
在上例的基础上改一行创建pool对象的代码为： 

import java.util.concurrent.Executors; 
　　import java.util.concurrent.ExecutorService; 
　　public class Test { 
　　	public static void main(String[] args) { 
　　		//创建一个使用单个worker线程的Executor，以无界队列方式来运行该线程
			ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor(); 
　　		//创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口 
　　		Thread t1 = new MyThread(); 
　　		Thread t2 = new MyThread(); 
　　		Thread t3 = new MyThread(); 
　　		Thread t4 = new MyThread(); 
　　		Thread t5 = new MyThread(); 
　　		//将线程放入池中进行执行 
　　		pool.execute(t1); 
　　		pool.execute(t2); 
　　		pool.execute(t3); 
　　		pool.execute(t4); 
　　		pool.execute(t5); 
　　		//关闭线程池 
　　		pool.shutdown(); 
　　	} 
　　} 
　　class MyThread extends Thread{ 
　　	@Override 
　　	public void run() { 
　　		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在执行。。。"); 
　　	} 
　　} 

输出结果为： 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
Process finished with exit code 0 
对于以上两种连接池，大小都是固定的，当要加入的池的线程(或者任务)超过池最大尺寸时候，则入此线程池需要排队等待。一旦池中有线程完毕，则排队等待的某个线程会入池执行。

3. 可变尺寸的线程池 
与上面的类似，只是改动下pool的创建方式：

import java.util.concurrent.Executors; 
　　import java.util.concurrent.ExecutorService; 
　　public class Test { 
　　	public static void main(String[] args) { 
　　		//创建一个可根据需要创建新线程的线程池，但是在以前构造的线程可用时将重用它们
			ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool(); 
　　		//创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口 
　　		Thread t1 = new MyThread(); 
　　		Thread t2 = new MyThread(); 
　　		Thread t3 = new MyThread(); 
　　		Thread t4 = new MyThread(); 
　　		Thread t5 = new MyThread(); 
　　		//将线程放入池中进行执行 
　　		pool.execute(t1); 
　　		pool.execute(t2); 
　　		pool.execute(t3); 
　　		pool.execute(t4); 
　　		pool.execute(t5); 
　　		//关闭线程池 
　　		pool.shutdown(); 
　　	} 
　　} 
　　class MyThread extends Thread{ 
　　	@Override 
　　	public void run() { 
　　		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在执行。。。"); 
　　	} 
　　} 

pool-1-thread-5正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-4正在执行。。。 
pool-1-thread-3正在执行。。。 
pool-1-thread-2正在执行。。。 
Process finished with exit code 0 

4.延迟线程池

import java.util.concurrent.Executors; 
　　import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; 
　　import java.util.concurrent.TimeUnit; 
　　public class Test { 
　　	public static void main(String[] args) { 
　　		//创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。 
　　		ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(2); 
　　		//创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口 
　　		Thread t1 = new MyThread(); 
　　		Thread t2 = new MyThread(); 
　　		Thread t3 = new MyThread(); 
　　		Thread t4 = new MyThread(); 
　　		Thread t5 = new MyThread(); 
　　		//将线程放入池中进行执行 
　　		pool.execute(t1); 
　　		pool.execute(t2); 
　　		pool.execute(t3); 
　　		//使用延迟执行风格的方法 
　　		pool.schedule(t4, 10, TimeUnit.MILLISECONDS); 
　　		pool.schedule(t5, 10, TimeUnit.MILLISECONDS); 
　　		//关闭线程池 
　　		pool.shutdown(); 
　　	} 
　　} 
　　class MyThread extends Thread { 
　　	@Override 
　　	public void run() { 
　　		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。"); 
　　	} 
　　} 

pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-2正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-2正在执行。。。 
Process finished with exit code 0 

5.单任务延迟线程池
在四代码基础上，做改动:

import java.util.concurrent.Executors; 
　　import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; 
　　import java.util.concurrent.TimeUnit; 
　　public class Test { 
　　	public static void main(String[] args) { 
　　		//创建一个单线程执行程序，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行
			ScheduledExecutorService pool = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
　　		//创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口 
　　		Thread t1 = new MyThread(); 
　　		Thread t2 = new MyThread(); 
　　		Thread t3 = new MyThread(); 
　　		Thread t4 = new MyThread(); 
　　		Thread t5 = new MyThread(); 
　　		//将线程放入池中进行执行 
　　		pool.execute(t1); 
　　		pool.execute(t2); 
　　		pool.execute(t3); 
　　		//使用延迟执行风格的方法 
　　		pool.schedule(t4, 10, TimeUnit.MILLISECONDS); 
　　		pool.schedule(t5, 10, TimeUnit.MILLISECONDS); 
　　		//关闭线程池 
　　		pool.shutdown(); 
　　	} 
　　} 
　　class MyThread extends Thread { 
　　	@Override 
　　	public void run() { 
　　		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。"); 
　　	} 
　　} 

pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
Process finished with exit code 0 

6.自定义线程池

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; 
　　import java.util.concurrent.BlockingQueue; 
　　import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; 
　　import java.util.concurrent.TimeUnit; 
　　public class Test { 
　　	public static void main(String[] args) { 
　　		//创建等待队列 
　　		BlockingQueue bqueue = new ArrayBlockingQueue(20); 
　　		//创建一个单线程执行程序，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。 
　　		ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(2,3,2,TimeUnit.MILLISECONDS,bqueue); 
　　		//创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口 
　　		Thread t1 = new MyThread(); 
　　		Thread t2 = new MyThread(); 
　　		Thread t3 = new MyThread(); 
　　		Thread t4 = new MyThread(); 
　　		Thread t5 = new MyThread(); 
　　		Thread t6 = new MyThread(); 
　　		Thread t7 = new MyThread(); 
　　		//将线程放入池中进行执行 
　　		pool.execute(t1); 
　　		pool.execute(t2); 
　　		pool.execute(t3); 
　　		pool.execute(t4); 
　　		pool.execute(t5); 
　　		pool.execute(t6); 
　　		pool.execute(t7); 
　　		//关闭线程池 
　　		pool.shutdown(); 
　　	} 
　　} 
　　class MyThread extends Thread { 
　　	@Override 
　　	public void run() { 
　　		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。"); 
　　		try { 
　　			Thread.sleep(100L); 
　　		} catch (InterruptedException e) { 
　　			e.printStackTrace(); 
　　		} 
　　	} 
　　} 

pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-2正在执行。。。 
pool-1-thread-2正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-2正在执行。。。 
pool-1-thread-1正在执行。。。 
pool-1-thread-2正在执行。。。 
Process finished with exit code 0 

创建自定义线程池的构造方法很多，本例中参数的含义如下： 
ThreadPoolExecutor类: 

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize, long keepAliveTime, 
	TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue) 

用给定的初始参数和默认的线程工厂及处理程序创建新的ThreadPoolExecutor。使用Executors工厂方法之一比使用此通用构造方法方便得多。 
参数：

corePoolSize	池中所保存的核心线程数，包括空闲线程
maximumPoolSize	池中允许的最大线程数
keepAliveTime	当线程数大于核心线程数时，此为终止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

抛出： 
IllegalArgumentException - 如果 corePoolSize 或 keepAliveTime 小于零，或者 maximumPoolSize 小于或等于零，或者 corePoolSize 大于 maximumPoolSize。 
NullPointerException - 如果 workQueue 为 null 
自定义连接池稍微麻烦些，不过通过创建的ThreadPoolExecutor线程池对象，可以获取到当前线程池的尺寸、正在执行任务的线程数、工作队列等等。 有关Java5线程池的内容到此就没有了，更多的内容还需要研读API来获取。