4種常見線程池介紹

時間  2021-01-22
標籤 java 編程 數組 緩存 安全 多線程 併發 異步 ide 函數 欄目 Java 简体版
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一. 線程池簡介

1. 線程池的概念：java

          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。編程

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。緩存

         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。安全

3. 使用線程池的緣由：多線程

        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。併發

二. 四種常見的線程池詳解

1. 線程池的返回值ExecutorService簡介：異步

         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ide

2. 具體的4種經常使用的線程池實現以下：（返回值都是ExecutorService）函數

         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：

複製代碼
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package com.mianshi.test;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class NewCachedThreadPoolTest {

    public static void main(String[] args) {
        // 建立一個可緩存線程池
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
                // 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
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
                public void run() {
                    // 打印正在執行的緩存線程信息
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                            + "正在被執行");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    }

}
複製代碼

 

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

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

       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
複製代碼 
package com.mianshi.test;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class NewFixedThreadPoolTest {

    public static void main(String[] args) {
        // 建立一個可重用固定個數的線程池
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        // 打印正在執行的緩存線程信息
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                + "正在被執行");
                        Thread.sleep(2000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    }

}
複製代碼

 

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

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()

       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
複製代碼 
package com.mianshi.test;

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class NewScheduledThreadPoolTest {

    public static void main(String[] args) {
                 //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
                 ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
                 //延遲1秒執行
                 /*scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
                     public void run() {
                        System.out.println("延遲1秒執行");
                     }
                 }, 1, TimeUnit.SECONDS);*/
                 
                 
                 //延遲1秒後每3秒執行一次
                 scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
                     public void run() {
                         System.out.println("延遲1秒後每3秒執行一次");
                     }
                }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
                 
             }
    
}
複製代碼

 

複製代碼

輸出結果：延遲1秒執行

             按期執行示例代碼：

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

package com.mianshi.test;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class NewSingleThreadExecutorTest {


public static void main(String[] args) {
//建立一個單線程化的線程池
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
public void run() {
try {
//結果依次輸出，至關於順序執行各個任務
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被執行,打印的值是:"+index);
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
}

}

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

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。

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。

3. 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<Runnable> workQueue)

     示例代碼：

複製代碼
複製代碼 
package com.mianshi.test;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ZiDingYiThreadPoolExecutor {
    
public static    class TempThread implements Runnable {
          
             @Override
             public void run() {
                 // 打印正在執行的緩存線程信息
                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在被執行");
                 try {
                     // sleep一秒保證3個任務在分別在3個線程上執行
                    Thread.sleep(1000);
                 } catch (InterruptedException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
         
         }
    
    
public static void main(String[] args) {
                 // 建立數組型緩衝等待隊列
                 BlockingQueue<Runnable> bq = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10);
                 // 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
                 ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 50, TimeUnit.MILLISECONDS, bq);
         
                 // 建立3個任務
                 Runnable t1 = new TempThread();
                 Runnable t2 = new TempThread();
                 Runnable t3 = new TempThread();
                  Runnable t4 = new TempThread();
                  Runnable t5 = new TempThread();
                  Runnable t6 = new TempThread();
         
                 // 3個任務在分別在3個線程上執行
                 tpe.execute(t1);
                 tpe.execute(t2);
                 tpe.execute(t3);
                  tpe.execute(t4);
                  tpe.execute(t5);
                  tpe.execute(t6);
         
                 // 關閉自定義線程池
                 tpe.shutdown();
             }
    
    

}
複製代碼

 

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

參考連接：https://blog.csdn.net/hnd978142833/article/details/80253784

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