java线程池详解及代码介绍

目录

• 一.线程池简介
• 二、四种常见的线程池详解
• 三、缓冲队列BlockingQueue和自定义线程池ThreadPoolExecutor
• 总结

一.线程池简介

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的提高性能，线程池在系统启动时既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。

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

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，会过度消耗系统资源，以及过渡切换线程的危险，从而导致系统资源的崩溃，这时，线程池也就是最好的选择了

二、四种常见的线程池详解

线程池的返回值ExecutorService简介

ExecutorService是Java提供的用于管理线程池的类。该类的两个作用：控制线程数量和重用线程

具体的4种常用的线程池实现

1-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。

2-newFixedThreadPool：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。

3-newScheduledThreadPool：创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。

4-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；

1-Executors.newCacheThreadPool()

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。

代码如下：

/**
 * @author: haijiao12138
 * @ClassName: ThreadPoolExecutorDemo
 * @description: TODO   Executors.newCachedThreadPool() 创建一个可缓存线程池，如果线程池 长
    度超过处理处理需要,可灵活回收空闲线程  若无可回收 则创建新线程
 *  常见的4种线程池的使用；
 * @date: 2021/8/17 20:17
 */
public class ThreadPoolExecutorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
              Thread.sleep(1);
            }catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被执行");
                }
            });
        }
    }
}

运行结果如下：

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。(用休眠来实现第一个任务完成了)；

2-Executors.newFixedThreadPool(int n) //括号中存放线程的数量

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。

public class ThreadPoolExecutorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //四种常见的线程池
       /*
        1-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
        2-newFixedThreadPool();  创建一个定长线程池  可控制线程最大并发数  超出的线程 会在队列中等得
        3-newScheduledThreadPool();
        4-newSingleThreadExecutor();
        */
       //第二种线程池
        //2-Executors.newFixedThreadPool(int n)
        //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。
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);//线程池种拥有三个线程
        //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
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在执行！");
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    }
}

执行代码如下：

3-Executors.newScheduledThreadPool(int n)；//初始的时候 线程的个数

延迟5秒执行一次：

 ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("延迟5秒执行："+Thread.currentThread().getName());
                }
            },5, TimeUnit.SECONDS);
        }

表示延迟1秒后每3秒执行一次：

 public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        //延迟1秒执行
        scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("延迟1秒后每3秒执行一次:"+Thread.currentThread().getName());
            }
        }, 1,3 , TimeUnit.MICROSECONDS);
    }

运行结果如下：

4-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) {
        //第四种线程池：
        //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。
        //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 Runnable() {
                @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,打印的值是:"+index);
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    }

结果如下：

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

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

示例代码：

package com.haijiao12138.demo.leetcode.test0817.缓冲队列;
/**
 * @author: haijiao12138
 * @ClassName: TempThread
 * @description: TODO
 * @date: 2021/8/18 22:24
 */
public class TempThread extends 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");
        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();
        }
    }
}

package com.haijiao12138.demo.leetcode.test0817.缓冲队列;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * @author: haijiao12138
 * @ClassName: TestThreadPoolExecutor
 * @description: TODO
 * @date: 2021/8/18 22:28
 */
public class TestThreadPoolExecutor {
    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ThreadPoolExecutor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);

        // 关闭自定义线程池
        tpe.shutdown();
    }
}

总结

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