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线程池用过吗？ThreadPoolExecutor谈谈你的理解

2019-09-09 16:38:32 作者：互联网

线程池的主要工作是控制运行的线程数量，处理过程中将任务放入队列，然后在线程创建后启动这些任务，如果线程数量超过了池最大数量，超出的线程排队等候，等其他线程执行完毕，再从队列取出任务来执行。

它的主要特点为：线程复用，控制最大并发数，管理线程

为什么要用线程池，优势：

降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗
提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行
提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统稳定性，使用线程池可以进行统一分配，调优和监控

线程池如何使用：

ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3); 固定线程数的线程池。执行长期的任务，性能好很多
ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor(); 单一线程的线程池。一个任务一个任务执行的场景
ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool(); 可扩容可回收的线程池。执行很多短期异步的小程序或者负载较轻的服务器

线程池的几个重要参数介绍：

corePoolSize：线程池中的常驻核心参数
maximumPoolSize：线程池能够容纳同时执行的最大线程数，此值必须大于1
keepAliveTime：多余的空闲线程存活时间。当前线程池中线程数量超过corePoolSize值时，当空闲时间达到keepAliveTime值时，多余空闲线程会被销毁直到只剩下corePoolSize个为止
unit：keepAliveTime的单位
workQueue：任务队列，被提交但尚未执行的任务
threadFactory：表示生成线程池中工作线程的线程工厂，用于创建线程，一般用默认的即可
handler：拒绝策略，表示当队列满了，并且工作线程大于等于线程池的最大线程数maximumPoolSize

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {}

说说线程池的底层工作原理：

创建线程池后，等待提交过来的任务请求
当调用execute()方法添加一个请求任务时，线程会作如下判断
2.1 如果正在运行的线程数量小于corePoolSize，那么马上创建线程运行这个任务
2.2 如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize，那么这个任务将进入等待队列
2.3 如果这时队列满了且正在运行的线程数量还是小于maximumPoolSize，那么还是要创建非核心线程立即运行这个任务
2.4 如果队列满了且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize，那么线程池会启动饱和拒绝策略来执行
当一个线程完成任务时，他会从队列中取下一个任务来执行
当一个线程无事可做超过一定的时间keepAliveTime时，线程池会判断：
如果当前运行的线程数量超过corePoolSize，那么这个线程就会被停掉
所以线程池的所有任务完成后最终会收缩到corePoolSize的大小

第三种获得多线程的方法：
Callable 接口
如何使用Callable创建一个线程：通过FutureTask的构造方法
在这里插入图片描述
模拟做菜准备：买厨具、买菜。厨具是网购，买菜是自己去

public static void main(String[] args) {
    long start = System.currentTimeMillis();

    Thread tool = new Thread(() -> {
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 购买厨具");
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 厨具开始送货");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 厨具送到");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }, "toolThread");

    tool.start();

    //模拟等待送货时间，因为必须要得到厨具才能做饭，而送货时间是不确定的，送货线程也没有返回值，我们无法知道该什么时候去获取厨具，所以一直等他的结果
    try {
        tool.join();
        System.out.println("获得厨具："+ "厨具");
        System.out.println("shopThread开始去买菜");
        //买菜时间
        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        System.out.println("shopThread买菜完毕");
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    System.out.println("准备工作完毕");

    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("共用时：" + (end-start) / 1000 + "s");
}


toolThread 购买厨具
toolThread 厨具开始送货
toolThread 厨具送到
获得厨具：厨具
shopThread开始去买菜
shopThread买菜完毕
准备工作完毕
共用时：6s

这两个过程应该可以同时分开进行

public static void main(String[] args) {
    long start = System.currentTimeMillis();

    FutureTask<String> toolTask = new FutureTask(() -> {
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 购买厨具");
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 厨具开始送货");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 厨具送到");
            return "厨具";
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new InterruptedException();
        }
    });

    new Thread(toolTask, "toolThread").start();

    try {
        System.out.println("shopThread开始去买菜");
        //买菜时间
        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        System.out.println("shopThread买菜完毕");
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    try {
        String tool = toolTask.get(); //获取异步线程工作的返回值，如果还没执行完会造成阻塞，所以尽量放在最后
        //可以用 toolTask.isDOne() 判断是否执行完成
        System.out.println("获得厨具：" + tool);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (ExecutionException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    System.out.println("准备工作完毕");

    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("共用时：" + (end-start) / 1000 + "s");

}


shopThread开始去买菜
toolThread 购买厨具
toolThread 厨具开始送货
shopThread买菜完毕
toolThread 厨具送到
获得厨具：厨具
准备工作完毕
共用时：3s

拥有相同FutureTask的线程启动，只会运行一次，它的结果可以复用

new Thread(toolTask, "AA").start();
new Thread(toolTask, "BB").start();

第四种获得多线程的方法，线程池：

Java中的线程池是通过Executor框架实现的，该框架中用到了Executor, Executors. ExecutorService, ThreadPoolExecutor 这几个类在这里插入图片描述

编码实现：

（了解）Executoes.newScheduledThreadPool()
（了解 java8新出）Executors.newWorkStealingPool(int) 使用目前机器上可用的处理器作为他的并行级别
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3); 固定线程数的线程池。执行长期的任务，性能好很多
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(); 单一线程的线程池。一个任务一个任务执行的场景
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool(); 可扩容可回收的线程池。执行很多短期异步的小程序或者负载较轻的服务器

public static void main(String[] args) {
    ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);

    try {
        //模拟10个用户来办理业务，每个用户就是一个来自外部的请求线程
        for (int i = 0; i < 6 ; i++) {
            threadPool.execute(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " doing job");
                try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
            });
        }
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        threadPool.shutdown();
    }
}


pool-1-thread-1 doing job
pool-1-thread-2 doing job
pool-1-thread-3 doing job
pool-1-thread-1 doing job
pool-1-thread-2 doing job
pool-1-thread-3 doing job

public static void main(String[] args) {
    ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();

    try {
        for (int i = 0; i < 6 ; i++) {
            threadPool.execute(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " doing job");
                try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
            });
        }
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        threadPool.shutdown();
    }
}


pool-1-thread-1 doing job
pool-1-thread-1 doing job
pool-1-thread-1 doing job
pool-1-thread-1 doing job
pool-1-thread-1 doing job
pool-1-thread-1 doing job

public static void main(String[] args) {
    ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();

    try {
        for (int i = 0; i < 6 ; i++) {
            threadPool.execute(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " doing job");
                try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
            });
        }
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        threadPool.shutdown();
    }
}


pool-1-thread-1 doing job
pool-1-thread-2 doing job
pool-1-thread-3 doing job
pool-1-thread-4 doing job
pool-1-thread-5 doing job
pool-1-thread-6 doing job

这三个线程池构建方法的底层： ThreadPoolExecutor

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}    

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue) {}

标签：doing,池用,System,厨具,job,线程,println,ThreadPoolExecutor
来源： https://blog.csdn.net/sakuragio/article/details/100656399