Java常用四大线程池用法以及ThreadPoolExecutor详解

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
  • 2.线程并发数量过多,抢占系统资源从而导致阻塞
  • 3.对线程进行一些简单的管理

在Java中,线程池的概念是Executor这个接口,具体实现为ThreadPoolExecutor类,学习Java中的线程池,就可以直接学习他了对线程池的配置,就是对ThreadPoolExecutor构造函数的参数的配置

一、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)

下面来解释下各个参数:

  • 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。

  • 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。

  • 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。

  • 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

  • BlockingQueue 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

  • 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,一般用不上。

  • 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,根本用不上。

二、向ThreadPoolExecutor添加任务

我们怎么知道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?

ThreadPoolExecutor.execute(Runnable command)

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

三、ThreadPoolExecutor的策略

这里给总结一下,当一个任务被添加进线程池时,执行策略:

  • 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(RejectedExecutionHandler)抛出异常

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常见四种线程池:

如果你不想自己写一个线程池,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。

1.可缓存线程池CachedThreadPool()

源码:

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

根据源码可以看出:

  1. 这种线程池内部没有核心线程,线程的数量是有没限制的。
  2. 在创建任务时,若有空闲的线程时则复用空闲的线程,若没有则新建线程。
  3. 没有工作的线程(闲置状态)在超过了60S还不做事,就会销毁。

创建方法:

ExecutorService mCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

用法:

//开始下载
private void startDownload(final ProgressBar progressBar, final int i) {
        mCachedThreadPool.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                int p = 0;
                progressBar.setMax(10);//每个下载任务10秒
                while (p < 10) {
                    p++;
                    progressBar.setProgress(p);
                    Bundle bundle = new Bundle();
                    Message message = new Message();
                    bundle.putInt("p", p);
                    //把当前线程的名字用handler让textview显示出来
                    bundle.putString("ThreadName", Thread.currentThread().getName());
                    message.what = i;
                    message.setData(bundle);
                    mHandler.sendMessage(message);
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
    }
2.FixedThreadPool 定长线程池

源码:

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

根据源码可以看出:

  1. 该线程池的最大线程数等于核心线程数,所以在默认情况下,该线程池的线程不会因为闲置状态超时而被销毁。
  2. 如果当前线程数小于核心线程数,并且也有闲置线程的时候提交了任务,这时也不会去复用之前的闲置线程,会创建新的线程去执行任务。如果当前执行任务数大于了核心线程数,大于的部分就会进入队列等待。等着有闲置的线程来执行这个任务。

创建方法:

//nThreads => 最大线程数即maximumPoolSize
ExecutorService mFixedThreadPool= Executors.newFixedThreadPool(int nThreads);

//threadFactory => 创建线程的方法,用得少
ExecutorService mFixedThreadPool= Executors.newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory);

用法:

private void startDownload(final ProgressBar progressBar, final int i) {
        mFixedThreadPool.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
               //....逻辑代码自己控制
            }
        });
    }
3.SingleThreadPool

源码:

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

根据源码可以看出:

  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 mSingleThreadPool = Executors.newSingleThreadPool();

用法同上。

4.ScheduledThreadPool

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());
}

根据源码可以看出:
DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS就是默认10L,这里就是10秒。这个线程池有点像是吧CachedThreadPool和FixedThreadPool 结合了一下。

  1. 不仅设置了核心线程数,最大线程数也是Integer.MAX_VALUE。
  2. 这个线程池是上述4个中为唯一个有延迟执行和周期执行任务的线程池。

创建:

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

一般的执行任务方法和上面的都大同小异,我们主要看看延时执行任务和周期执行任务的方法。

//表示在3秒之后开始执行我们的任务。
mScheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
            //....
            }
        }, 3, TimeUnit.SECONDS);
//延迟3秒后执行任务,从开始执行任务这个时候开始计时,每7秒执行一次不管执行任务需要多长的时间。 
mScheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
             //....
            }
        },3, 7, TimeUnit.SECONDS);
/**延迟3秒后执行任务,从任务完成时这个时候开始计时,7秒后再执行,
*再等完成后计时7秒再执行也就是说这里的循环执行任务的时间点是
*从上一个任务完成的时候。
*/
mScheduledThreadPool.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
             //....
            }
        },3, 7, TimeUnit.SECONDS);

以上就是常用的四个线程池以及他们的实现原理。



作者:我弟是个程序员
链接:https://www.jianshu.com/p/ae67972d1156
來源:简书
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posted @ 2019-01-25 14:20  He_quotes  阅读(760)  评论(0编辑  收藏  举报