线程池ExecutorService和BlockingQueue
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。
java常用的线程池有四种：
- newFixedThreadPool
创建一个可重用固定线程数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程。在任意点，在大多数 nThreads 线程会处于处理任务的活动状态。如果在所有线程处于活动状态时提交附加任务，则在有可用线程之前，附加任务将在队列中等待。如果在关闭前的执行期间由于失败而导致任何线程终止，那么一个新线程将代替它执行后续的任务（如果需要）。在某个线程被显式地关闭之前，池中的线程将一直存在。
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);
- newSingleThreadExecutor
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。（注意，如果因为在关闭前的执行期间出现失败而终止了此单个线程，那么如果需要，一个新线程将代替它执行后续的任务）。可保证顺序地执行各个任务，并且在任意给定的时间不会有多个线程是活动的。与其他等效的 newFixedThreadPool(1) 不同，可保证无需重新配置此方法所返回的执行程序即可使用其他的线程。
- newCachedThreadPool
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。对于执行很多短期异步任务的程序而言，这些线程池通常可提高程序性能。调用 execute 将重用以前构造的线程（如果线程可用）。如果现有线程没有可用的，则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。因此，长时间保持空闲的线程池不会使用任何资源。注意，可以使用 ThreadPoolExecutor 构造方法创建具有类似属性但细节不同（例如超时参数）的线程池。
ScheduledThreadPool
调度型线程池,
8 public class TestScheduledThread
9 {
10 public static void main(String[] args)
11 {
12 final ScheduledExecutorService scheduler = Executors .newScheduledThreadPool(2);
13 final Runnable beeper = new Runnable()
14 {
15 int count = 0;
16 public void run()
17 {
18 System.out.println(new Date() + "beep "+ (++count));
19 }
20 }; // 1秒钟后运行，并每隔2秒运行一次
21 final ScheduledFuture beeperHandle = scheduler.scheduleAtFixedRate( beeper, 1, 2, SECONDS);
22 // 2秒钟后运行，并每次在上次任务运行完后等待5秒后重新运行
23 final ScheduledFuture beeperHandle2 = scheduler .scheduleWithFixedDelay(beeper, 2, 5, SECONDS);
24 // 30秒后结束关闭任务，并且关闭Scheduler
25 scheduler.schedule(
26 new Runnable()
27 {
28 public void run()
29 {
30 beeperHandle.cancel(true);
31 beeperHandle2.cancel(true);
32 scheduler.shutdown();
33 }
34 }, 30, SECONDS);
35 }
36 }
ExecutorService 的 submit(Runnable x) 和 execute(Runnable x) 两个方法的的本质区别:
publicclass RunnableTestMain {
publicstaticvoid main(String[] args) {
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
/**
* execute(Runnable x) 没有返回值。可以执行任务，但无法判断任务是否成功完成。
*/
pool.execute(new RunnableTest("Task1"));
/**
* submit(Runnable x) 返回一个future。可以用这个future来判断任务是否成功完成。请看下面：
*/
Future future = pool.submit(new RunnableTest("Task2"));
try {
if(future.get()==null){//如果Future's get返回null，任务完成
System.out.println("任务完成");
}
} catch (InterruptedException e) {
} catch (ExecutionException e) {
//否则我们可以看看任务失败的原因是什么
System.out.println(e.getCause().getMessage());
}
}
}
publicclass RunnableTest implements Runnable {
private String taskName;
public RunnableTest(final String taskName) {
this.taskName = taskName;
}
@Override
publicvoid run() {
System.out.println("Inside "+taskName);
thrownew RuntimeException("RuntimeException from inside " + taskName);
}
}
本例介绍一个特殊的队列:BlockingQueue,如果BlockQueue是空的,从BlockingQueue取东西的操作将会被阻断进入等待状态,直到BlockingQueue进了东西才会被唤醒.同样,如果BlockingQueue是满的,任何试图往里存东西的操作也会被阻断进入等待状态,直到BlockingQueue里有空间才会被唤醒继续操作.
本例再次实现11.4线程----条件Condition中介绍的篮子程序,不过这个篮子中最多能放的苹果数不是1,可以随意指定.当篮子满时,生产者进入等待状态,当篮子空时,消费者等待.
使用BlockingQueue的关键技术点如下:
1.BlockingQueue定义的常用方法如下:
1)add(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容纳,则返回true,否则招聘异常
2)offer(anObject):表示如果可能的话,将anObject加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容纳,则返回true,否则返回false.
3)put(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockQueue没有空间,则调用此方法的线程被阻断直到BlockingQueue里面有空间再继续.
4)poll(time):取走BlockingQueue里排在首位的对象,若不能立即取出,则可以等time参数规定的时间,取不到时返回null
5)take():取走BlockingQueue里排在首位的对象,若BlockingQueue为空,阻断进入等待状态直到Blocking有新的对象被加入为止
2.BlockingQueue有四个具体的实现类,根据不同需求,选择不同的实现类
1)ArrayBlockingQueue:规定大小的BlockingQueue,其构造函数必须带一个int参数来指明其大小.其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的.
2)LinkedBlockingQueue:大小不定的BlockingQueue,若其构造函数带一个规定大小的参数,生成的BlockingQueue有大小限制,若不带大小参数,所生成的BlockingQueue的大小由Integer.MAX_VALUE来决定.其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的
3)PriorityBlockingQueue:类似于LinkedBlockQueue,但其所含对象的排序不是FIFO,而是依据对象的自然排序顺序或者是构造函数的Comparator决定的顺序.
4)SynchronousQueue:特殊的BlockingQueue,对其的操作必须是放和取交替完成的.
3.LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue比较起来,它们背后所用的数据结构不一样,导致LinkedBlockingQueue的数据吞吐量要大于ArrayBlockingQueue,但在线程数量很大时其性能的可预见性低于ArrayBlockingQueue.
publicclass BlockingQueueTest {
/**定义装苹果的篮子*/
publicstaticclass Basket{
//篮子,能够容纳3个苹果
BlockingQueue<String> basket = new ArrayBlockingQueue<String>(3);
//生产苹果,放入篮子
publicvoid produce() throws InterruptedException{
//put方法放入一个苹果,若basket满了,等到basket有位置
basket.put("An apple");
}
//消费苹果,从篮子中取走
public String consume() throws InterruptedException{
//take方法取出一个苹果,若basket为空,等到basket有苹果为止
returnbasket.take();
}
}
//测试方法
publicstaticvoid testBasket(){
final Basket basket = new Basket();//建立一个装苹果的篮子
//定义苹果生产者
class Producer implements Runnable{
publicvoid run(){
try{
while(true){
//生产苹果
System.out.println("生产者准备生产苹果: " + System.currentTimeMillis());
basket.produce();
System.out.println("生产者生产苹果完毕: " + System.currentTimeMillis());
//休眠300ms
Thread.sleep(300);
}
}catch(InterruptedException ex){
}
}
}
//定义苹果消费者
class Consumer implements Runnable{
publicvoid run(){
try{
while(true){
//消费苹果
System.out.println("消费者准备消费苹果: " + System.currentTimeMillis());
basket.consume();
System.out.println("消费者消费苹果完毕: " + System.currentTimeMillis());
//休眠1000ms
Thread.sleep(1000);
}
}catch(InterruptedException ex){
}
}
}
ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
Producer producer = new Producer();
Consumer consumer = new Consumer();
service.submit(producer);
service.submit(consumer);
//程序运行5s后,所有任务停止
try{
Thread.sleep(5000);
}catch(InterruptedException ex){
}
service.shutdownNow();
}
publicstaticvoid main(String[] args){
BlockingQueueTest.testBasket();
}
}