Java四种常用线程池的详细介绍
一. 线程池简介
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. 线程池的工作机制
2.1 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。
2.2 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。
3. 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。
二. 四种常见的线程池详解
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类。该类的两个作用:控制线程数量和重用线程
2. 具体的4种常用的线程池实现如下:(返回值都是ExecutorService)
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
示例代码:
package com.study.test; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class ThreadPoolExecutorTest { 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 (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } cachedThreadPool.execute(new Runnable() { 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"); } }); } } }
输出结果:
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
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
2.2 Executors.newFixedThreadPool(int n)
: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。
示例代码:
package com.study.test; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class ThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) { //创建一个可重用固定个数的线程池 ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3); for (int i = 0; i < 10; i++) { fixedThreadPool.execute(new Runnable() { public void run() { try { //打印正在执行的缓存线程信息 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被执行"); Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); } } }
输出结果:
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-2正在被执行
pool-1-thread-3正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-2正在被执行
pool-1-thread-3正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-2正在被执行
pool-1-thread-3正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
因为线程池大小为3,每个任务输出打印结果后sleep 2秒,所以每两秒打印3个结果。
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()
2.3 Executors.newScheduledThreadPool(int n)
:创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行
延迟执行示例代码:
package com.study.test; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class ThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) { //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 scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5); //延迟1秒执行 scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() { public void run() { System.out.println("延迟1秒执行"); } }, 1, TimeUnit.SECONDS); } }
输出结果:
延迟1秒执行
定期执行示例代码:
package com.study.test; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class ThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) { //创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行——定期执行 ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5); //延迟1秒后每3秒执行一次 scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() { public void run() { System.out.println("延迟1秒后每3秒执行一次"); } }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS); } }
输出结果:
延迟1秒后每3秒执行一次
延迟1秒后每3秒执行一次
.............
2.4 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。
示例代码:
package com.study.test; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class TestThreadPoolExecutor { public static void main(String[] args) { //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() { 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(); } } }); } } }
输出结果:
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:0
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:1
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:2
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:3
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:4
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:5
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:6
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:7
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:8
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:9
三. 缓冲队列BlockingQueue和自定义线程池ThreadPoolExecutor
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。
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。
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:ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue)
示例代码:
package com.study.test; import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; import java.util.concurrent.BlockingQueue; import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; import java.util.concurrent.TimeUnit; 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(); } } } 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(); // Runnable t4 = new TempThread(); // Runnable t5 = new TempThread(); // Runnable t6 = 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); // tpe.execute(t4); // tpe.execute(t5); // tpe.execute(t6); // 关闭自定义线程池 tpe.shutdown(); } }
输出结果:
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-2正在被执行
pool-1-thread-3正在被执行
总结
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