为什么用线程池

1.创建/销毁线程伴随着系统开销,过于频繁的创建/销毁线程,会很大程度上影响处理效率

例如:

记创建线程消耗时间T1,执行任务消耗时间T2,销毁线程消耗时间T3

如果T1+T3>T2,那么是不是说开启一个线程来执行这个任务太不划算了!

正好,线程池缓存线程,可用已有的闲置线程来执行新任务,避免了T1+T3带来的系统开销

2.线程并发数量过多,抢占系统资源从而导致阻塞

我们知道线程能共享系统资源,如果同时执行的线程过多,就有可能导致系统资源不足而产生阻塞的情况

运用线程池能有效的控制线程最大并发数,避免以上的问题

3.对线程进行一些简单的管理

比如:延时执行、定时循环执行的策略等

运用线程池都能进行很好的实现

线程池ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor提供了四个构造函数

//五个参数的构造函数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue) //六个参数的构造函数-1
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory) //六个参数的构造函数-2
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
RejectedExecutionHandler handler) //七个参数的构造函数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)

1) int corePoolSize => 该线程池中核心线程数最大值

核心线程:

线程池新建线程的时候,如果当前线程总数小于corePoolSize,则新建的是核心线程,如果超过corePoolSize,则新建的是非核心线程

核心线程默认情况下会一直存活在线程池中,即使这个核心线程啥也不干(闲置状态)。

如果指定ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut这个属性为true,那么核心线程如果不干活(闲置状态)的话,超过一定时间(时长下面参数决定),就会被销毁掉

很好理解吧,正常情况下你不干活我也养你,因为我总有用到你的时候,但有时候特殊情况(比如我自己都养不起了),那你不干活我就要把你干掉了

2) int maximumPoolSize

该线程池中线程总数最大值

线程总数 = 核心线程数 + 非核心线程数。核心线程在上面解释过了,这里说下非核心线程:

不是核心线程的线程(别激动,把刀放下...),其实在上面解释过了

3)long keepAliveTime

该线程池中非核心线程闲置超时时长

一个非核心线程,如果不干活(闲置状态)的时长超过这个参数所设定的时长,就会被销毁掉

如果设置allowCoreThreadTimeOut = true,则会作用于核心线程

4)TimeUnit unit

keepAliveTime的单位,TimeUnit是一个枚举类型,其包括:

NANOSECONDS : 1微毫秒 = 1微秒 / 1000
MICROSECONDS : 1微秒 = 1毫秒 / 1000
MILLISECONDS : 1毫秒 = 1秒 /1000
SECONDS : 秒
MINUTES : 分
HOURS : 小时
DAYS : 天

5)BlockingQueue<Runnable> workQueue

该线程池中的任务队列:维护着等待执行的Runnable对象

当所有的核心线程都在干活时,新添加的任务会被添加到这个队列中等待处理,如果队列满了,则新建非核心线程执行任务

常用的workQueue类型:

SynchronousQueue:这个队列接收到任务的时候,会直接提交给线程处理,而不保留它,如果所有线程都在工作怎么办?那就新建一个线程来处理这个任务!所以为了保证不出现<线程数达到了maximumPoolSize而不能新建线程>的错误,使用这个类型队列的时候,maximumPoolSize一般指定成Integer.MAX_VALUE,即无限大

LinkedBlockingQueue:这个队列接收到任务的时候,如果当前线程数小于核心线程数,则新建线程(核心线程)处理任务;如果当前线程数等于核心线程数,则进入队列等待。由于这个队列没有最大值限制,即所有超过核心线程数的任务都将被添加到队列中,这也就导致了maximumPoolSize的设定失效,因为总线程数永远不会超过corePoolSize

ArrayBlockingQueue:可以限定队列的长度,接收到任务的时候,如果没有达到corePoolSize的值,则新建线程(核心线程)执行任务,如果达到了,则入队等候,如果队列已满,则新建线程(非核心线程)执行任务,又如果总线程数到了maximumPoolSize,并且队列也满了,则发生错误

DelayQueue:队列内元素必须实现Delayed接口,这就意味着你传进去的任务必须先实现Delayed接口。这个队列接收到任务时,首先先入队,只有达到了指定的延时时间,才会执行任务

6) ThreadFactory threadFactory

创建线程的方式,这是一个接口,你new他的时候需要实现他的Thread newThread(Runnable r)方法;
小伙伴应该知道AsyncTask是对线程池的封装吧?那就直接放一个AsyncTask新建线程池的threadFactory参数源码吧: new ThreadFactory() {
private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1); public Thread new Thread(Runnable r) {
return new Thread(r,"AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
}
}

7)RejectedExecutionHandler handler

这玩意儿就是抛出异常专用的,比如上面提到的两个错误发生了,就会由这个handler抛出异常,你不指定他也有个默认的

新建一个线程池的时候,一般只用5个参数的构造函数。

向ThreadPoolExecutor添加任务

那说了这么多,你可能有疑惑,我知道new一个ThreadPoolExecutor,大概知道各个参数是干嘛的,可是我new完了,怎么向线程池提交一个要执行的任务啊?

通过ThreadPoolExecutor.execute(Runnable command)方法即可向线程池内添加一个任务

ThreadPoolExecutor的策略

上面介绍参数的时候其实已经说到了ThreadPoolExecutor执行的策略,这里给总结一下,当一个任务被添加进线程池时:

  1. 线程数量未达到corePoolSize,则新建一个线程(核心线程)执行任务
  2. 线程数量达到了corePools,则将任务移入队列等待
  3. 队列已满,新建线程(非核心线程)执行任务
  4. 队列已满,总线程数又达到了maximumPoolSize,就会由上面那位星期天(RejectedExecutionHandler)抛出异常

常见四种线程池

如果你不想自己写一个线程池,那么你可以从下面看看有没有符合你要求的(一般都够用了),如果有,那么很好你直接用就行了,如果没有,那你就老老实实自己去写一个吧

Java通过Executors提供了四种线程池,这四种线程池都是直接或间接配置ThreadPoolExecutor的参数实现的,下面我都会贴出这四种线程池构造函数的源码,各位大佬们一看便知!

来,走起:

1.CachedThreadPool()

可缓存线程池:

  1. 线程数无限制
  2. 有空闲线程则复用空闲线程,若无空闲线程则新建线程
  3. 一定程序减少频繁创建/销毁线程,减少系统开销

创建方法:

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

源码:

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}

2.FixedThreadPool()

定长线程池:

  1. 可控制线程最大并发数(同时执行的线程数)
  2. 超出的线程会在队列中等待

创建方法:

//nThreads => 最大线程数即maximumPoolSize
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(int nThreads); //threadFactory => 创建线程的方法,这就是我叫你别理他的那个星期六!你还看!
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory);
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

3.ScheduledThreadPool()

定长线程池:

  1. 支持定时及周期性任务执行。

创建方法:

//nThreads => 最大线程数即maximumPoolSize
ExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize);

源码:

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
} //ScheduledThreadPoolExecutor():
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}

4.SingleThreadExecutor()

单线程化的线程池:

  1. 有且仅有一个工作线程执行任务
  2. 所有任务按照指定顺序执行,即遵循队列的入队出队规则

创建方法:

ExecutorService singleThreadPool = Executors.newSingleThreadPool();

源码:

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

还有一个Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()结合了3和4,就不介绍了,基本不用。

示例:newFixedThreadPool

package com.example.thread.pool;

public class WorkerThread implements Runnable {
private String message; public WorkerThread(String s) {
this.message = s;
} public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " (Start) message = " + message);
processmessage();// call processmessage method that sleeps the thread for 2 seconds
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " (End)");// prints thread name
} private void processmessage() {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
package com.example.thread.pool;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors; public class TestThreadPool {
public static void main(String[] args) {
Executors.newCachedThreadPool();
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);//creating a pool of 5 threads
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Runnable worker = new WorkerThread("" + i);
executor.execute(worker);//calling execute method of ExecutorService
}
executor.shutdown();
while (!executor.isTerminated()) { } System.out.println("Finished all threads");
}
}

输出:

pool-1-thread-1 (Start) message = 0
pool-1-thread-2 (Start) message = 1
pool-1-thread-3 (Start) message = 2
pool-1-thread-4 (Start) message = 3
pool-1-thread-5 (Start) message = 4
pool-1-thread-1 (End)
pool-1-thread-1 (Start) message = 5
pool-1-thread-3 (End)
pool-1-thread-5 (End)
pool-1-thread-4 (End)
pool-1-thread-2 (End)
pool-1-thread-4 (Start) message = 8
pool-1-thread-5 (Start) message = 7
pool-1-thread-3 (Start) message = 6
pool-1-thread-2 (Start) message = 9
pool-1-thread-1 (End)
pool-1-thread-3 (End)
pool-1-thread-2 (End)
pool-1-thread-4 (End)
pool-1-thread-5 (End)
Finished all threads Process finished with exit code 0

参考:https://www.jianshu.com/p/210eab345423  https://www.yiibai.com/java_multithreading/java-thread-pool.html

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