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Java的线程池是怎么回事?来看看这篇文章吧

java小悠 378

前言:

今天小伙伴们对“java池”大约比较关注,咱们都需要剖析一些“java池”的相关文章。那么小编同时在网上收集了一些对于“java池””的相关文章,希望兄弟们能喜欢,咱们快快来学习一下吧!

一.线程池的思想

我们使用线程的时候就去创建一个线程,这样实现起来非常简便,但是就会有一个问题:

如果并发的线程数量很多,并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了,这样频繁创建线程就会大大降低系统的效率,因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。

那么有没有一种办法使得线程可以复用,就是执行完一个任务,并不被销毁,而是可以继续执行其他的任务?在Java中可以通过线程池来达到这样的效果。

二.线程池的概念

线程池: 其实就是一个容纳多个线程的容器,其中的线程可以反复使用,省去了频繁创建线程对象的操作,无需反复创建线程而消耗过多资源。

三.线程池的好处

降低资源消耗。减少了创建和销毁线程的次数,每个工作线程都可以被重复利用,可执行多个任务。 提高响应速度。当任务到达时,任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。 提高线程的可管理性。可以根据系统的承受能力,调整线程池中工作线线程的数目,防止因为消耗过多的内存,而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存,线程开的越多,消耗的内存也就越大,最后死机)

四.线程池核心API1. 线程池API类关系

Java里面线程池的顶级接口是java.util.concurrent.Executor,但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池,而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是java.util.concurrent.ExecutorService,最终实现类为ThreadPoolExecutor,如下图所示:

2. ThreadPoolExecutor的构造方法

ThreadPoolExecutor提供了四个构造函数(后附参数详解):

//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public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,                          int maximumPoolSize,                          long keepAliveTime,                          TimeUnit unit,                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,                          ThreadFactory threadFactory)//六个参数的构造函数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)复制代码

要配置一个线程池是比较复杂的,尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下,很有可能配置的线程池不是较优的,因此在java.util.concurrent.Executors线程工厂类里面提供了一些静态工厂,生成一些常用的线程池。官方建议使用Executors工厂类来创建线程池对象。

3. 创建线程池的4种方法

Executors类中有个创建线程池的方法如下(四种线程池):

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads):返回线程池对象。(创建的是有界线程池,也就是池中的线程个数可以指定最大数量)

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());}复制代码
创建缓存线程池(由任务的多少来决定)newCachedThreadPool()
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,                                  60L, TimeUnit.SECONDS,                                  new SynchronousQueue<Runnable>());}复制代码
创建单线程池 newSingleThreadExecutor(),有且仅有一个工作线程执行任务
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {        return new FinalizableDelegatedExecutorService            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));}复制代码
创建调度线程池(调度:按周期、定时执行)newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);}public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,          DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,          new DelayedWorkQueue());}复制代码
五.线程池参数详解1. 核心参数

Java线程池有以下几个核心参数:

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,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。

2. 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: 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。

六.线程池的执行策略

当一个任务被添加进线程池时,会执行以下策略:

线程数量未达到corePoolSize,则新建一个线程(核心线程)执行任务; 线程数量达到了corePools,则将任务移入队列等待; 队列已满,新建线程(非核心线程)执行任务; 队列已满,总线程数又达到了maximumPoolSize,就会由(RejectedExecutionHandler)抛出异常。

如果我们获取到了一个线程池ExecutorService对象,又该怎么使用呢?我们可以在这里定义一个使用线程池对象的方法,如下所示:

public Future<?> submit(Runnable task):获取线程池中的某一个线程对象,并执行任务。

public <T> Future<T> submit(Callable<T> task):获取线程池中的某一个线程对象,并执行任务。

这里的Future接口,带有返回值,可以用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。

七. ****线程池的使用1. 使用步骤

如果我们要使用线程池中的线程对象,主要是遵循如下几个步骤:

创建线程池对象; 创建Runnable/Callable接口子类对象; 提交Runnable/Callable接口子类对象; 关闭线程池(一般不做)。

2. 代码案例

以下是线程池的使用案例:

public class ExecutorServiceDemo {    public static void main(String[] args) throws Exception {        //获取到了线程池  固定长度的线程池        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(100);        //可缓存的线程池        //ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();        //单例线程池        //ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();        //任务调度线程池        // ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);            //创建任务        MyCallable myCallable =new MyCallable();        Future<String> submit = fixedThreadPool.submit(myCallable); //future代表的是线程执行之后的返回结果        fixedThreadPool.submit(myCallable);//执行任务        fixedThreadPool.submit(myCallable);        fixedThreadPool.submit(myCallable);        fixedThreadPool.submit(myCallable);        //关闭线程池  服务端线程池是不能关闭的        //fixedThreadPool.shutdown();    }}//callable可以得到线程的返回值public class MyCallable implements Callable<String> {    @Override    public String call() throws Exception {        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"call任务执行了");        Thread.sleep(2000);        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"call执行完毕");        return "qfedu";    }}复制代码

现在你知道Java中的线程池是怎么回事了吗?如果你还有其他问题,可以在评论区留言哦。

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