Java线程池深入认识
发布时间：2021-11-12 17:16:00 所属栏目：教程 来源：互联网
导读：一.为什么要用线程池 1.减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。 2.可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的
|
一.为什么要用线程池 1.减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。 2.可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大,最后死机)。Java里面线程池的顶级接口是Executor，但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是ExecutorService。 二.比较几个重要的类 ExecutorService : 真正的线程池接口。 ScheduledExecutorService : 能和Timer/TimerTask类似，解决那些需要任务重复执行的问题。 ThreadPoolExecutor : ExecutorService的默认实现。 ScheduledThreadPoolExecutor : 继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现，周期性任务调度的类实现。 1. 继承关系: ThreadPoolExexutor继承了AbstractExecutorService AbstractExecutorService实现了ExecutorService ExecutorService继承了Executor 2. ThreadPoolExecutor、AbstractExecutorService、ExecutorService和Executor几个之间的关系: Executor是一个顶层接口，在它里面只声明了一个方法execute(Runnable)，返回值为void，参数为Runnable类型，从字面意思可以理解，就是用来执行传进去的任务的； 然后ExecutorService接口继承了Executor接口，并声明了一些方法：submit、invokeAll、invokeAny以及shutDown等； 抽象类AbstractExecutorService实现了ExecutorService接口，基本实现了ExecutorService中声明的所有方法； 然后ThreadPoolExecutor继承了类AbstractExecutorService。 3. ThreadPoolExecutor类中提供的四种构造方法: public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService { public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue); public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory); public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler); public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler); } 4. 各个参数的含义: corePoolSize：核心池的大小，这个参数跟后面讲述的线程池的实现原理有非常大的关系。在创建了线程池后，默认情况下，线程池中并没有任何线程，而是等待有任务到来才创建线程去执行任务，除非调用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法， 从这2个方法的名字就可以看出，是预创建线程的意思，即在没有任务到来之前就创建corePoolSize个线程或者一个线程。默认情况下，在创建了线程池后，线程池中的线程数为0，当有任务来之后，就会创建一个线程去执行任务，当线程池中的线程数目达到corePoolSize后，就会把到达的任务放到缓存队列当中； maximumPoolSize：线程池最大线程数，这个参数也是一个非常重要的参数，它表示在线程池中最多能创建多少个线程 keepAliveTime：表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。默认情况下，只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时，keepAliveTime才会起作用，直到线程池中的线程数不大于corePoolSize，即当线程池中的线程数大于corePoolSize时， 如果一个线程空闲的时间达到keepAliveTime，则会终止，直到线程池中的线程数不超过corePoolSize。但是如果调用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法，在线程池中的线程数不大于corePoolSize时，keepAliveTime参数也会起作用，直到线程池中的线程数为0； unit：参数keepAliveTime的时间单位，有7种取值，在TimeUnit类中有7种静态属性： TimeUnit.DAYS; //天 TimeUnit.HOURS; //小时 TimeUnit.MINUTES; //分钟 TimeUnit.SECONDS; //秒 TimeUnit.MILLISECONDS; //毫秒 TimeUnit.MICROSECONDS; //微妙 TimeUnit.NANOSECONDS; //纳秒 workQueue：一个阻塞队列，用来存储等待执行的任务，这个参数的选择也很重要，会对线程池的运行过程产生重大影响，一般来说，这里的阻塞队列有以下几种选择 ArrayBlockingQueue：基于数组结构的有界阻塞队列，按FIFO排序任务； LinkedBlockingQuene：基于链表结构的阻塞队列，按FIFO排序任务，吞吐量通常要高于 SynchronousQuene：一个不存储元素的阻塞队列，每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQuene； PriorityBlockingQuene：具有优先级的无界阻塞队列； threadFactory：线程工厂，主要用来创建线程； handler：表示当拒绝处理任务时的策略，有以下四种取值： ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。 ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程） ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务 三.Java自带的四种线程池 newSingleThreadExecutor: 创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。 newFixedThreadPool: 创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。 newCachedThreadPool: 创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说JVM）能够创建的最大线程大小。 newScheduledThreadPool: 创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求 四.线程池的组成部分 1.线程池管理器: 创建、销毁并管理线程池，将工作线程放入线程池中 2.工作线程: 一个可以循环执行任务的线程，在没有任务时将进行等待 3.任务列队: 提供一种缓冲机制，将没有处理的任务放在任务队列中 4.任务接口: 是每个任务必须实现的接口，主要用来规定任务的入口、任务执行完后的收尾工作、任务的执行状态等，工作线程通过该接口调度任务的执行 五.PoolSize 线程池中的核心线程数，当提交一个任务时，线程池创建一个新线程执行任务，直到当前线程数等于corePoolSize；如果当前线程数为corePoolSize，继续提交的任务被保存到阻塞队列中，等待被执行； 如果阻塞队列满了，那就创建新的线程执行当前任务；直到线程池中的线程数达到maxPoolSize,这时再有任务来，只能执行reject()处理该任务； 六.线程池的状态(5种) 1、RUNNING：-1 << COUNT_BITS，即高3位为111，该状态的线程池会接收新任务，并处理阻塞队列中的任务； 2、SHUTDOWN： 0 << COUNT_BITS，即高3位为000，该状态的线程池不会接收新任务，但会处理阻塞队列中的任务； 3、STOP ： 1 << COUNT_BITS，即高3位为001，该状态的线程不会接收新任务，也不会处理阻塞队列中的任务，而且会中断正在运行的任务； 4、TIDYING ： 2 << COUNT_BITS，即高3位为010，该状态表示线程池对线程进行整理优化； 5、TERMINATED： 3 << COUNT_BITS，即高3位为011，该状态表示线程池停止工作； 七.向线程池提交任务 execute()内部实现 1.首次通过workCountof()获知当前线程池中的线程数， 如果小于corePoolSize, 就通过addWorker()创建线程并执行该任务； 否则，将该任务放入阻塞队列； 2. 如果能成功将任务放入阻塞队列中, 如果当前线程池是非RUNNING状态，则将该任务从阻塞队列中移除，然后执行reject()处理该任务； 如果当前线程池处于RUNNING状态，则需要再次检查线程池（因为可能在上次检查后，有线程资源被释放），是否有空闲的线程；如果有则执行该任务； 3、如果不能将任务放入阻塞队列中,说明阻塞队列已满；那么将通过addWoker()尝试创建一个新的线程去执行这个任务；如果addWoker()执行失败，说明线程池中线程数达到maxPoolSize,则执行reject()处理任务； sumbit()内部实现 会将提交的Callable任务会被封装成了一个FutureTask对象 FutureTask类实现了Runnable接口，这样就可以通过Executor.execute()提交FutureTask到线程池中等待被执行，最终执行的是FutureTask的run方法； 比较： 两个方法都可以向线程池提交任务，execute()方法的返回类型是void，它定义在Executor接口中, 而submit()方法可以返回持有计算结果的Future对象，它定义在ExecutorService接口中，它扩展了Executor接口，其它线程池类像ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor都有这些方法。 总结executor() vs submit(): (1)execute()方法实际上是Executor中声明的方法，在ThreadPoolExecutor进行了具体的实现，这个方法是ThreadPoolExecutor的核心方法，通过这个方法可以向线程池提交一个任务，交由线程池去执行。 (2)submit()方法是在ExecutorService中声明的方法，在AbstractExecutorService就已经有了具体的实现，在ThreadPoolExecutor中并没有对其进行重写，这个方法也是用来向线程池提交任务的，但是它和execute()方法不同，它能够返回任务执行的结果，去看submit()方法的实现， 会发现它实际上还是调用的execute()方法，只不过它利用了Future来获取任务执行结果。 八.线程池的关闭 ThreadPoolExecutor提供了两个方法，用于线程池的关闭，分别是shutdown()和shutdownNow()，其中： shutdown()：不会立即终止线程池，而是要等所有任务缓存队列中的任务都执行完后才终止，但再也不会接受新的任务 shutdownNow()：立即终止线程池，并尝试打断正在执行的任务，并且清空任务缓存队列，返回尚未执行的任务 九.实现 import org.junit.Test; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class TestExecutor { @Test public void testSingleThreadExecutorPool() { ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor(); Thread t1 = new MyThread(); Thread t2 = new MyThread(); Thread t3 = new MyThread(); Thread t4 = new MyThread(); Thread t5 = new MyThread(); pool.execute(t1); pool.execute(t2); pool.execute(t3); pool.execute(t4); pool.execute(t5); pool.shutdown(); /* 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... */ } @Test public void testFixThreadExecutorPool() { //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(); /* *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... *pool-1-thread-1正在执行... */ } @Test public void testCachedThreadExecutorPool() { //创建一个可重用固定线程数的线程池 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(); /* 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-3正在执行... pool-1-thread-1正在执行... */ } @Test public void testScheduledThreadPoolExecutor() { ScheduledThreadPoolExecutor exec = new ScheduledThreadPoolExecutor(1); exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段时间就触发异常 public void run() { System.out.println("================"); } }, 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS); exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段时间打印系统时间，证明两者是互不影响的 public void run() { System.out.println(System.nanoTime()); } }, 1000, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS); } /** ================ 440697961331385 440699965178923 440701962726589 ================ 440703964380898 440705963957505 ================ 440707961439581 440709966042376 440711964335904 ================ */ }  （编辑：三明站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
站长推荐