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好程序员Java培训分享四种常用线程池介绍

原创 Java 作者：好程序员 时间：2020-10-22 16:25:52 0 删除 编辑

　　好程序员 Java 培训 分享 四种常用线程池介绍，希望对同学们学习Java 开发有所帮助，下面我们一起来看一下吧。

　　 一. 线程池简介

　　 1. 线程池的概念：

　　 线程池就是首先创建一些线程，它们的集合称为线程池。使用线程池可以很好地提高性能，线程池在系统启动时即创建大量空闲的线程，程序将一个任务传给线程池，线程池就会启动一条线程来执行这个任务，执行结束以后，该线程并不会死亡，而是再次返回线程池中成为空闲状态，等待执行下一个任务。

　　 2. 线程池的工作机制

　　 2.1 在线程池的编程模式下，任务是提交给整个线程池，而不是直接提交给某个线程，线程池在拿到任务后，就在内部寻找是否有空闲的线程，如果有，则将任务交给某个空闲的线程。

　　 2.2 一个线程同时只能执行一个任务，但可以同时向一个线程池提交多个任务。

　　 3. 使用线程池的原因：

　　 多线程运行时间，系统不断的启动和关闭新线程，成本非常高，会过渡消耗系统资源，以及过渡切换线程的危险，从而可能导致系统资源的崩溃。这时，线程池就是最好的选择了。

　　 二. 四种常见的线程池详解

　　 1. 线程池的返回值 ExecutorService 简介：

　　 ExecutorService 是 Java 提供的用于管理线程池的类。该类的两个作用：控制线程数量和重用线程

　　 2. 具体的 4 种常用的线程池实现如下：（返回值都是 ExecutorService ）

　　 2.1Executors.newCacheThreadPool() ：可缓存线程池，先查看池中有没有以前建立的线程，如果有，就直接使用。如果没有，就建一个新的线程加入池中，缓存型池子通常用于执行一些生存期很短的异步型任务

 

示例代码：

 

package com.study.test;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolExecutorTest {

  public static void main(String[] args) {

   // 创建一个可缓存线程池

   ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

   for (int i = 0; i < 10; i++) {

     try {

       //sleep 可明显看到使用的是线程池里面以前的线程，没有创建新的线程

       Thread.sleep(1000);

     } catch (InterruptedException e) {

       e.printStackTrace();

      }

     cachedThreadPool.execute(new Runnable() {

       public void run() {

    // 打印正在执行的缓存线程信息

          System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 正在被执行 ");

       }

      });

    }

  }

}

 

输出结果：

 

pool-1-thread-1 正在被执行

pool-1-thread-1 正在被执行

pool-1-thread-1 正在被执行

pool-1-thread-1 正在被执行

pool-1-thread-1 正在被执行

pool-1-thread-1 正在被执行

pool-1-thread-1 正在被执行

pool-1-thread-1 正在被执行

pool-1-thread-1 正在被执行

pool-1-thread-1 正在被执行

 

线程池为无限大，当执行当前任务时上一个任务已经完成，会复用执行上一个任务的线程，而不用每次新建线程

 

2.2Executors.newFixedThreadPool(intn) ：创建一个可重用固定个数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程。

 

示例代码：

 

package com.study.test;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolExecutorTest {

 public static void main(String[] args) {

    // 创建一个可重用固定个数的线程池

    ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);

    for (int i = 0; i < 10; i++) {

     fixedThreadPool.execute(new Runnable() {

        public void run() {

          try {

           // 打印正在执行的缓存线程信息

           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 正在被执行 ");

           Thread.sleep(2000);

         } catch (InterruptedException e) {

           e.printStackTrace();

          }

        }

     });

    }

  }

}

 

输出结果：

 

pool-1-thread-1 正在被执行

pool-1-thread-2 正在被执行

pool-1-thread-3 正在被执行

pool-1-thread-1 正在被执行

pool-1-thread-2 正在被执行

pool-1-thread-3 正在被执行

pool-1-thread-1 正在被执行

pool-1-thread-2 正在被执行

pool-1-thread-3 正在被执行

pool-1-thread-1 正在被执行

 

因为线程池大小为3 ，每个任务输出打印结果后 sleep2 秒，所以每两秒打印 3 个结果。

 

定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()

 

2.3Executors.newScheduledThreadPool(intn) ：创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行

 

延迟执行示例代码：

 

package com.study.test;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadPoolExecutorTest {

  public static void main(String[] args) {

    // 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行——延迟执行

    ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);

    // 延迟 1 秒执行

    scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {

      public void run() {

        System.out.println(" 延迟 1 秒执行 ");

      }

    }, 1, TimeUnit.SECONDS);

   }

}

 

输出结果：

 

延迟1 秒执行

 

定期执行示例代码：

 

package com.study.test;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadPoolExecutorTest {

  public static void main(String[] args) {

    // 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行——定期执行

    ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);

    // 延迟 1 秒后每 3 秒执行一次

    scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {

       public void run() {

        System.out.println(" 延迟 1 秒后每 3 秒执行一次 ");

      }

    }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

  }

}

 

输出结果：

 

延迟1 秒后每 3 秒执行一次

延迟1 秒后每 3 秒执行一次

.............

 

2.4Executors.newSingleThreadExecutor() ：创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序 (FIFO,LIFO, 优先级 ) 执行。

 

示例代码：

 

package com.study.test;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

public class TestThreadPoolExecutor {

  public static void main(String[] args) {

    // 创建一个单线程化的线程池

    ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

    for (int i = 0; i < 10; i++) {

      final int index = i;

       singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {

        public void run() {

          try {

            // 结果依次输出，相当于顺序执行各个任务

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 正在被执行 , 打印的值是 :"+index);

            Thread.sleep(1000);

          } catch (InterruptedException e) {

             e.printStackTrace();

          }

        }

       });

    }

   }

}

 

输出结果：

 

pool-1-thread-1 正在被执行 , 打印的值是 :0

pool-1-thread-1 正在被执行 , 打印的值是 :1

pool-1-thread-1 正在被执行 , 打印的值是 :2

pool-1-thread-1 正在被执行 , 打印的值是 :3

pool-1-thread-1 正在被执行 , 打印的值是 :4

pool-1-thread-1 正在被执行 , 打印的值是 :5

pool-1-thread-1 正在被执行 , 打印的值是 :6

pool-1-thread-1 正在被执行 , 打印的值是 :7

pool-1-thread-1 正在被执行 , 打印的值是 :8

pool-1-thread-1 正在被执行 , 打印的值是 :9

 

三. 缓冲队列 BlockingQueue 和自定义线程池 ThreadPoolExecutor

 

1. 缓冲队列 BlockingQueue 简介：

 

BlockingQueue 是双缓冲队列。 BlockingQueue 内部使用两条队列，允许两个线程同时向队列一个存储，一个取出操作。在保证并发安全的同时，提高了队列的存取效率。

 

2. 常用的几种 BlockingQueue ：

 

ArrayBlockingQueue （ inti ） : 规定大小的 BlockingQueue ，其构造必须指定大小。其所含的对象是 FIFO 顺序排序的。

 

LinkedBlockingQueue （）或者（ inti ） : 大小不固定的 BlockingQueue ，若其构造时指定大小，生成的 BlockingQueue 有大小限制，不指定大小，其大小有 Integer.MAX_VALUE 来决定。其所含的对象是 FIFO 顺序排序的。

 

PriorityBlockingQueue （）或者（ inti ） : 类似于 LinkedBlockingQueue ，但是其所含对象的排序不是 FIFO ，而是依据对象的自然顺序或者构造函数的 Comparator 决定。

 

SynchronizedQueue （） : 特殊的 BlockingQueue ，对其的操作必须是放和取交替完成。

 

3. 自定义线程池（ ThreadPoolExecutor 和 BlockingQueue 连用）：

 

自定义线程池，可以用ThreadPoolExecutor 类创建，它有多个构造方法来创建线程池。

 

常见的构造函数：ThreadPoolExecutor(intcorePoolSize,intmaximumPoolSize,longkeepAliveTime,TimeUnitunit,BlockingQueue<Runnable>workQueue)

 

示例代码：

 

package com.study.test;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

import java.util.concurrent.BlockingQueue;

import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

class TempThread implements Runnable {

  @Override

  public void run() {

    // 打印正在执行的缓存线程信息

    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在被执行 ");

     try {

      // sleep 一秒保证 3 个任务在分别在 3 个线程上执行

      Thread.sleep(1000);

     } catch (InterruptedException e) {

       e.printStackTrace();

    }

   }

}

public class TestThreadPoolExecutor {

  public static void main(String[] args) {

    // 创建数组型缓冲等待队列

    BlockingQueue<Runnable> bq = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10);

    // ThreadPoolExecutor: 创建自定义线程池，池中保存的线程数为 3 ，允许最大的线程数为 6

    ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 50, TimeUnit.MILLISECONDS, bq);

    // 创建 3 个任务

     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 个任务在分别在 3 个线程上执行

     tpe.execute(t1);

     tpe.execute(t2);

     tpe.execute(t3);

     // tpe.execute(t4);

     // tpe.execute(t5);

     // tpe.execute(t6);

     // 关闭自定义线程池

     tpe.shutdown();

   }

}

 

输出结果：

 

pool-1-thread-1 正在被执行

pool-1-thread-2 正在被执行

pool-1-thread-3 正在被执行



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