线程池(一)线程池的基本使用

一、线程池简介

线程池的概念
线程池就是首先创建一些线相衬，它们的集合称为线程池，使用线程池可以很好的提高性能，线程池在系统启动时既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。
线程池的工作机制
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
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
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，会过度消耗系统资源，以及过渡切换线程的危险，从而导致系统资源的崩溃，这时，线程池也就是最好的选择了。

二、四种常见的线程池详解

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
具体的4种常用的线程池实现

newCachedThreadPool：创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
newFixedThreadPool：创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
newScheduledThreadPool：创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
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

Executors.newCacheThreadPool()
创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。

示例代码如下：

public class ThreadPoolExecutorDemo {public static void main(String[] args){//创建可缓存线程池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() {@Overridepublic 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1");}});}}
}

在这里插入图片描述
线程池为无限大，当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程。

Executors.newFixedThreadPool(int n)
创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。

执行示例代码如下：

public class ThreadPoolExecutorDemo {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() {@Overridepublic 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();}}});}}
}

在这里插入图片描述
因为线程池大小为3，每个任务输出index后sleep 2秒，所以每两秒打印3个数字。
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可参考PreloadDataCache。

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

延迟执行示例代码如下：

public class ThreadPoolExecutorDemo {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() {@Overridepublic void run() {System.out.println("延迟5秒执行");}}, 5, TimeUnit.SECONDS);}
}

表示延迟5秒执行。

定期执行示例代码如下：

public class ThreadPoolExecutorDemo {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.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("延迟1秒后每3秒执行一次");}}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);}
}

表示延迟1秒后每3秒执行一次
在这里插入图片描述
TimeUnit类

TimeUnit.DAYS          //天
TimeUnit.HOURS         //小时
TimeUnit.MINUTES       //分钟
TimeUnit.SECONDS       //秒
TimeUnit.MILLISECONDS  //毫秒

Executors.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。

示例代码如下：

public class ThreadPoolExecutorDemo {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() {@Overridepublic 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();}}});}}
}

在这里插入图片描述

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

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。
常用的几种BlockingQueue：

ArrayBlockingQueue（int i）: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（int i）: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（int i）: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。

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(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue)

示例代码：

public class TempThread implements Runnable{@Overridepublic 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6ThreadPoolExecutor 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();// 3个任务在分别在3个线程上执行tpe.execute(t1);tpe.execute(t2);tpe.execute(t3);// 关闭自定义线程池tpe.shutdown();}
}

在这里插入图片描述

ThreadPoolExecutor构造参数解析

序号	名称	类型	含义
1	corePoolSize	int	核心线程池大小
2	maximumPoolSize	int	最大线程池大小
3	keepAliveTime	long	线程最大空闲时间
4	unit	TimeUnit	时间单位
5	workQueue	BlockingQueue<Runnable>	线程等待队列
6	threadFactory	ThreadFactory	线程创建工厂
7	handler	RejectedExecutionHandler	拒绝策略