Java 四種線程池的用法分析

1、new Thread的弊端

執(zhí)行一個異步任務(wù)你還只是如下new Thread嗎?

```

new Thread(new Runnable() {

@Override

public void run() {

// TODO Auto-generated method stub

}

}

).start();

```

那你就out太多了,new Thread的弊端如下:

a. 每次new Thread新建對象性能差。

b. 線程缺乏統(tǒng)一管理,可能無限制新建線程,相互之間競爭,及可能占用過多系統(tǒng)資源導(dǎo)致死機或oom。

c. 缺乏更多功能,如定時執(zhí)行、定期執(zhí)行、線程中斷。

相比new Thread,Java提供的四種線程池的好處在于:

a. 重用存在的線程,減少對象創(chuàng)建、消亡的開銷,性能佳。

b. 可有效控制最大并發(fā)線程數(shù),提高系統(tǒng)資源的使用率,同時避免過多資源競爭,避免堵塞。

c. 提供定時執(zhí)行、定期執(zhí)行、單線程、并發(fā)數(shù)控制等功能。

2、Java 線程池

Java通過Executors提供四種線程池,分別為:

newCachedThreadPool創(chuàng)建一個可緩存線程池,如果線程池長度超過處理需要,可靈活回收空閑線程,若無可回收,則新建線程。

newFixedThreadPool 創(chuàng)建一個定長線程池,可控制線程最大并發(fā)數(shù),超出的線程會在隊列中等待。

newScheduledThreadPool 創(chuàng)建一個定長線程池,支持定時及周期性任務(wù)執(zhí)行。

newSingleThreadExecutor 創(chuàng)建一個單線程化的線程池,它只會用唯一的工作線程來執(zhí)行任務(wù),保證所有任務(wù)按照指定順序(FIFO, LIFO, 優(yōu)先級)執(zhí)行。

(1)newCachedThreadPool:

創(chuàng)建一個可緩存線程池,如果線程池長度超過處理需要,可靈活回收空閑線程,若無可回收,則新建線程。示例代碼如下:

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

for (int i = 0; i < 10; i++) {

final int index = i;

try {

Thread.sleep(index * 1000);

}

catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

cachedThreadPool.execute(new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println(index);

}

});

}

線程池為無限大,當(dāng)執(zhí)行第二個任務(wù)時第一個任務(wù)已經(jīng)完成,會復(fù)用執(zhí)行第一個任務(wù)的線程,而不用每次新建線程。

(2)newFixedThreadPool:

創(chuàng)建一個定長線程池,可控制線程最大并發(fā)數(shù),超出的線程會在隊列中等待。示例代碼如下:

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);

for (int i = 0; i < 10; i++) {

final int index = i;

fixedThreadPool.execute(new Runnable() {

@Override

public void run() {

try {

System.out.println(index);

Thread.sleep(2000);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

});

}

因為線程池大小為3,每個任務(wù)輸出index后sleep 2秒,所以每兩秒打印3個數(shù)字。

定長線程池的大小最好根據(jù)系統(tǒng)資源進(jìn)行設(shè)置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()??蓞⒖糚reloadDataCache。

(3)newScheduledThreadPool:

創(chuàng)建一個定長線程池,支持定時及周期性任務(wù)執(zhí)行。延遲執(zhí)行示例代碼如下:

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);

scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println("delay 3 seconds");

}

}, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延遲3秒執(zhí)行。

定期執(zhí)行示例代碼如下:

scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");

}

}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延遲1秒后每3秒執(zhí)行一次。

ScheduledExecutorService比Timer更安全,功能更強大

(4)newSingleThreadExecutor:

創(chuàng)建一個單線程化的線程池,它只會用唯一的工作線程來執(zhí)行任務(wù),保證所有任務(wù)按照指定順序(FIFO, LIFO, 優(yōu)先級)執(zhí)行。示例代碼如下:

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

for (int i = 0; i < 10; i++) {

final int index = i;

singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {

@Override

public void run() {

try {

System.out.println(index);

Thread.sleep(2000);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

});

}

結(jié)果依次輸出,相當(dāng)于順序執(zhí)行各個任務(wù)。

現(xiàn)行大多數(shù)GUI程序都是單線程的。Android中單線程可用于數(shù)據(jù)庫操作,文件操作,應(yīng)用批量安裝,應(yīng)用批量刪除等不適合并發(fā)但可能IO阻塞性及影響UI線程響應(yīng)的操作。

線程池的作用:

線程池作用就是限制系統(tǒng)中執(zhí)行線程的數(shù)量。

根 據(jù)系統(tǒng)的環(huán)境情況,可以自動或手動設(shè)置線程數(shù)量,達(dá)到運行的最佳效果;少了浪費了系統(tǒng)資源,多了造成系統(tǒng)擁擠效率不高。用線程池控制線程數(shù)量,其他線程排 隊等候。一個任務(wù)執(zhí)行完畢,再從隊列的中取最前面的任務(wù)開始執(zhí)行。若隊列中沒有等待進(jìn)程,線程池的這一資源處于等待。當(dāng)一個新任務(wù)需要運行時,如果線程池 中有等待的工作線程,就可以開始運行了;否則進(jìn)入等待隊列。

為什么要用線程池:

1.減少了創(chuàng)建和銷毀線程的次數(shù),每個工作線程都可以被重復(fù)利用,可執(zhí)行多個任務(wù)。

2.可以根據(jù)系統(tǒng)的承受能力,調(diào)整線程池中工作線線程的數(shù)目,防止因為消耗過多的內(nèi)存,而把服務(wù)器累趴下(每個線程需要大約1MB內(nèi)存,線程開的越多,消耗的內(nèi)存也就越大,最后死機)。

Java里面線程池的頂級接口是Executor,但是嚴(yán)格意義上講Executor并不是一個線程池,而只是一個執(zhí)行線程的工具。真正的線程池接口是ExecutorService。

比較重要的幾個類:

ExecutorService: 真正的線程池接口。

ScheduledExecutorService: 能和Timer/TimerTask類似,解決那些需要任務(wù)重復(fù)執(zhí)行的問題。

ThreadPoolExecutor: ExecutorService的默認(rèn)實現(xiàn)。

ScheduledThreadPoolExecutor: 繼承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口實現(xiàn),周期性任務(wù)調(diào)度的類實現(xiàn)。

要配置一個線程池是比較復(fù)雜的,尤其是對于線程池的原理不是很清楚的情況下,很有可能配置的線程池不是較優(yōu)的,因此在Executors類里面提供了一些靜態(tài)工廠,生成一些常用的線程池。

1.newSingleThreadExecutor

創(chuàng)建一個單線程的線程池。這個線程池只有一個線程在工作,也就是相當(dāng)于單線程串行執(zhí)行所有任務(wù)。如果這個唯一的線程因為異常結(jié)束,那么會有一個新的線程來替代它。此線程池保證所有任務(wù)的執(zhí)行順序按照任務(wù)的提交順序執(zhí)行。

2.newFixedThreadPool

創(chuàng)建固定大小的線程池。每次提交一個任務(wù)就創(chuàng)建一個線程,直到線程達(dá)到線程池的最大大小。線程池的大小一旦達(dá)到最大值就會保持不變,如果某個線程因為執(zhí)行異常而結(jié)束,那么線程池會補充一個新線程。

3.newCachedThreadPool

創(chuàng)建一個可緩存的線程池。如果線程池的大小超過了處理任務(wù)所需要的線程,

那么就會回收部分空閑(60秒不執(zhí)行任務(wù))的線程,當(dāng)任務(wù)數(shù)增加時,此線程池又可以智能的添加新線程來處理任務(wù)。此線程池不會對線程池大小做限制,線程池大小完全依賴于操作系統(tǒng)(或者說JVM)能夠創(chuàng)建的最大線程大小。

4.newScheduledThreadPool

創(chuàng)建一個大小無限的線程池。此線程池支持定時以及周期性執(zhí)行任務(wù)的需求。

實例代碼

一、固定大小的線程池,newFixedThreadPool:

package app.executors;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

/**

* Java線程:線程池

*

* @author xiho

*/

public class Test {

public static void main(String[] args) {

// 創(chuàng)建一個可重用固定線程數(shù)的線程池

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);

// 創(chuàng)建線程

Thread t1 = new MyThread();

Thread t2 = new MyThread();

Thread t3 = new MyThread();

Thread t4 = new MyThread();

Thread t5 = new MyThread();

// 將線程放入池中進(jìn)行執(zhí)行

pool.execute(t1);

pool.execute(t2);

pool.execute(t3);

pool.execute(t4);

pool.execute(t5);

// 關(guān)閉線程池

pool.shutdown();

}

}

class MyThread extends Thread {

@Override

public void run() {

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在執(zhí)行。。。");

}

}

輸出結(jié)果:

pool-1-thread-1正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-3正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-4正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-2正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-5正在執(zhí)行。。。

改變ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5)中的參數(shù):ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2),輸出結(jié)果是:

pool-1-thread-1正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-1正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-2正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-1正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-2正在執(zhí)行。。。

從以上結(jié)果可以看出,newFixedThreadPool的參數(shù)指定了可以運行的線程的最大數(shù)目,超過這個數(shù)目的線程加進(jìn)去以后,不會運行。其次,加入線程池的線程屬于托管狀態(tài),線程的運行不受加入順序的影響。

二、單任務(wù)線程池,newSingleThreadExecutor:

僅僅是把上述代碼中的ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2)改為ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();

輸出結(jié)果:

pool-1-thread-1正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-1正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-1正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-1正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-1正在執(zhí)行。。。

可以看出,每次調(diào)用execute方法,其實最后都是調(diào)用了thread-1的run方法。

三、可變尺寸的線程池,newCachedThreadPool:

與上面的類似,只是改動下pool的創(chuàng)建方式:ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();

輸出結(jié)果:

pool-1-thread-1正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-2正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-4正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-3正在執(zhí)行。。。

pool-1-thread-5正在執(zhí)行。。。

這種方式的特點是:可根據(jù)需要創(chuàng)建新線程的線程池,但是在以前構(gòu)造的線程可用時將重用它們。

四、延遲連接池,newScheduledThreadPool:

public class TestScheduledThreadPoolExecutor {

public static void main(String[] args) {

ScheduledThreadPoolExecutor exec = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);

exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段時間就觸發(fā)異常

@Override

publicvoid run() {

//throw new RuntimeException();

System.out.println("================");

}

}, 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS);

exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段時間打印系統(tǒng)時間,證明兩者是互不影響的

@Override

publicvoid run() {

System.out.println(System.nanoTime());

}

}, 1000, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);

}

}

輸出結(jié)果:

================

8384644549516

8386643829034

8388643830710

================

8390643851383

8392643879319

8400643939383

轉(zhuǎn)載地址:http://www.codeceo.com/article/java-4-threadpool.html

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