多線程（一）

時間  2019-11-09
標籤 多線程 欄目 Java 简体版
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一. 線程池簡介java

  1. 線程池的概念：編程

    線程池就是首先建立一些線程，它們的集合稱爲線程池。使用線程池能夠很好地提升性能，線程池在系統啓動時即建立大量空閒的線程，程序將一個任務傳給線程池，線程池就會啓動一條線程來執行這個任務，執行結束之後，該線程並不會死亡，而是再次返回線程池中成爲空閒狀態，等待執行下一個任務。
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  2. 線程池的工做機制數組

    2.1 在線程池的編程模式下，任務是提交給整個線程池，而不是直接提交給某個線程，線程池在拿到任務後，就在內部尋找是否有空閒的線程，若是有，則將任務交給某個空閒的線程。

  2.1 一個線程同時只能執行一個任務，但能夠同時向一個線程池提交多個任務。
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  3. 使用線程池的緣由：緩存

    多線程運行時間，系統不斷的啓動和關閉新線程，成本很是高，會過渡消耗系統資源，以及過渡切換線程的危險，從而可能致使系統資源的崩潰。這時，線程池就是最好的選擇了。
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二. 四種常見的線程池詳解安全

  1. 線程池的返回值ExecutorService簡介：bash

    ExecutorService是Java提供的用於管理線程池的類。該類的兩個做用：控制線程數量和重用線程
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  2. 具體的4種經常使用的線程池實現以下：（返回值都是ExecutorService）多線程

    2.1 Executors.newCacheThreadPool()：可緩存線程池，先查看池中有沒有之前創建的線程，若是有，就直接使用。若是沒有，就建一個新的線程加入池中，緩存型池子一般用於執行一些生存期很短的異步型任務

  示例代碼：
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1 package com.study.test;
 2 
 3 import java.util.concurrent.ExecutorService;
 4 import java.util.concurrent.Executors;
 5 
 6 public class ThreadPoolExecutorTest {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         //建立一個可緩存線程池
 9         ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
10         for (int i = 0; i < 10; i++) {
11             try {
12                 //sleep可明顯看到使用的是線程池裏面之前的線程，沒有建立新的線程
13                 Thread.sleep(1000);
14             } catch (InterruptedException e) {
15                 e.printStackTrace();
16             }
17             cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
18                 public void run() {
19                     //打印正在執行的緩存線程信息
20                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被執行");
21                 }
22             });
23         }
24     }
25 }
複製代碼
輸出結果：

pool-1-thread-1正在被執行
pool-1-thread-1正在被執行
pool-1-thread-1正在被執行
pool-1-thread-1正在被執行
pool-1-thread-1正在被執行
pool-1-thread-1正在被執行
pool-1-thread-1正在被執行
pool-1-thread-1正在被執行
pool-1-thread-1正在被執行
pool-1-thread-1正在被執行
複製代碼

線程池爲無限大，當執行當前任務時上一個任務已經完成，會複用執行上一個任務的線程，而不用每次新建線程併發

2.2  Executors.newFixedThreadPool(int n)：建立一個可重用固定個數的線程池，以共享的無界隊列方式來運行這些線程。

     示例代碼：
複製代碼
1 package com.study.test;
 2 
 3 import java.util.concurrent.ExecutorService;
 4 import java.util.concurrent.Executors;
 5 
 6 public class ThreadPoolExecutorTest {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         //建立一個可重用固定個數的線程池
 9         ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
10         for (int i = 0; i < 10; i++) {
11             fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
12                 public void run() {
13                     try {
14                         //打印正在執行的緩存線程信息
15                         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被執行");
16                         Thread.sleep(2000);
17                     } catch (InterruptedException e) {
18                         e.printStackTrace();
19                     }
20                 }
21             });
22         }
23     }
24 }
複製代碼
輸出結果：

pool-1-thread-1正在被執行
pool-1-thread-2正在被執行
pool-1-thread-3正在被執行
pool-1-thread-1正在被執行
pool-1-thread-2正在被執行
pool-1-thread-3正在被執行
pool-1-thread-1正在被執行
pool-1-thread-2正在被執行
pool-1-thread-3正在被執行
pool-1-thread-1正在被執行
複製代碼

由於線程池大小爲3，每一個任務輸出打印結果後sleep 2秒，因此每兩秒打印3個結果。 定長線程池的大小最好根據系統資源進行設置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()異步

2.3  Executors.newScheduledThreadPool(int n)：建立一個定長線程池，支持定時及週期性任務執行

         延遲執行示例代碼：
複製代碼
1 package com.study.test;
 2 
 3 import java.util.concurrent.Executors;
 4 import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
 5 import java.util.concurrent.TimeUnit;
 6 
 7 public class ThreadPoolExecutorTest {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         //建立一個定長線程池，支持定時及週期性任務執行——延遲執行
10         ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
11         //延遲1秒執行
12         scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
13             public void run() {
14                 System.out.println("延遲1秒執行");
15             }
16         }, 1, TimeUnit.SECONDS);
17     }
18 }
複製代碼

輸出結果：延遲1秒執行ide

按期執行示例代碼：
複製代碼
1 package com.study.test;
 2 
 3 import java.util.concurrent.Executors;
 4 import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
 5 import java.util.concurrent.TimeUnit;
 6 
 7 public class ThreadPoolExecutorTest {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         //建立一個定長線程池，支持定時及週期性任務執行——按期執行
10         ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
11         //延遲1秒後每3秒執行一次
12         scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
13             public void run() {
14                 System.out.println("延遲1秒後每3秒執行一次");
15             }
16         }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
17     }
18 }

複製代碼

輸出結果：

延遲1秒後每3秒執行一次 延遲1秒後每3秒執行一次 .............

2.4  Executors.newSingleThreadExecutor()：建立一個單線程化的線程池，它只會用惟一的工做線程來執行任務，保證全部任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。

           示例代碼： 
複製代碼
1 package com.study.test;
 2 
 3 import java.util.concurrent.ExecutorService;
 4 import java.util.concurrent.Executors;
 5 
 6 public class TestThreadPoolExecutor {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         //建立一個單線程化的線程池
 9         ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
10         for (int i = 0; i < 10; i++) {
11             final int index = i;
12             singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
13                 public void run() {
14                     try {
15                         //結果依次輸出，至關於順序執行各個任務
16                         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被執行,打印的值是:"+index);
17                         Thread.sleep(1000);
18                     } catch (InterruptedException e) {
19                         e.printStackTrace();
20                     }
21                 }
22             });
23         }
24     }
25 }
複製代碼
輸出結果：

pool-1-thread-1正在被執行,打印的值是:0
pool-1-thread-1正在被執行,打印的值是:1
pool-1-thread-1正在被執行,打印的值是:2
pool-1-thread-1正在被執行,打印的值是:3
pool-1-thread-1正在被執行,打印的值是:4
pool-1-thread-1正在被執行,打印的值是:5
pool-1-thread-1正在被執行,打印的值是:6
pool-1-thread-1正在被執行,打印的值是:7
pool-1-thread-1正在被執行,打印的值是:8
pool-1-thread-1正在被執行,打印的值是:9
複製代碼

三. 緩衝隊列BlockingQueue和自定義線程池ThreadPoolExecutor

  1. 緩衝隊列BlockingQueue簡介：

    BlockingQueue是雙緩衝隊列。BlockingQueue內部使用兩條隊列，容許兩個線程同時向隊列一個存儲，一個取出操做。在保證併發安全的同時，提升了隊列的存取效率。
複製代碼

  2. 經常使用的幾種BlockingQueue：

ArrayBlockingQueue（int i）:規定大小的BlockingQueue，其構造必須指定大小。其所含的對象是FIFO順序排序的。

LinkedBlockingQueue（）或者（int i）:大小不固定的BlockingQueue，若其構造時指定大小，生成的BlockingQueue有大小限制，不指定大小，其大小有Integer.MAX_VALUE來決定。其所含的對象是FIFO順序排序的。

PriorityBlockingQueue（）或者（int i）:相似於LinkedBlockingQueue，可是其所含對象的排序不是FIFO，而是依據對象的天然順序或者構造函數的Comparator決定。

SynchronizedQueue（）:特殊的BlockingQueue，對其的操做必須是放和取交替完成。

  1. 自定義線程池（ThreadPoolExecutor和BlockingQueue連用）：

    自定義線程池，能夠用ThreadPoolExecutor類建立，它有多個構造方法來建立線程池。

    常見的構造函數：ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue)

    示例代碼：

1 package com.study.test;
 2 
 3 import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
 4 import java.util.concurrent.BlockingQueue;
 5 import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
 6 import java.util.concurrent.TimeUnit;
 7 
 8 class TempThread implements Runnable {
 9 
10     @Override
11     public void run() {
12         // 打印正在執行的緩存線程信息
13         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在被執行");
14         try {
15             // sleep一秒保證3個任務在分別在3個線程上執行
16             Thread.sleep(1000);
17         } catch (InterruptedException e) {
18             e.printStackTrace();
19         }
20     }
21 
22 }
23 
24 public class TestThreadPoolExecutor {
25     public static void main(String[] args) {
26         // 建立數組型緩衝等待隊列
27         BlockingQueue<Runnable> bq = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10);
28         // ThreadPoolExecutor:建立自定義線程池，池中保存的線程數爲3，容許最大的線程數爲6
29         ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 50, TimeUnit.MILLISECONDS, bq);
30 
31         // 建立3個任務
32         Runnable t1 = new TempThread();
33         Runnable t2 = new TempThread();
34         Runnable t3 = new TempThread();
35         // Runnable t4 = new TempThread();
36         // Runnable t5 = new TempThread();
37         // Runnable t6 = new TempThread();
38 
39         // 3個任務在分別在3個線程上執行
40         tpe.execute(t1);
41         tpe.execute(t2);
42         tpe.execute(t3);
43         // tpe.execute(t4);
44         // tpe.execute(t5);
45         // tpe.execute(t6);
46 
47         // 關閉自定義線程池
48         tpe.shutdown();
49     }
50 }
複製代碼
輸出結果：

pool-1-thread-1正在被執行
pool-1-thread-2正在被執行
pool-1-thread-3正在被執行
複製代碼

note:人生老是有取有舍的，爲了本身想過的生活，勇敢放棄一些東西。淡定的人，善待生命，沉穩而不缺乏熱情;淡定的人，處事不驚，安詳而不缺少快意。淡定的人生，歷盡滄桑，卻依然呈現隨遇而安的美麗淡然。

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