四種Java執行緒池用法解析
- 高洛峰原創
- 2017-01-23 16:26:041415瀏覽
本文為大家分析四種Java執行緒池用法，供大家參考，具體內容如下
1、new Thread的弊端
執行一個非同步任務你還只是如下new Thread嗎？
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
}
}
).start();
那你就out太多了，new Thread的缺點如下：
a. 每次new Thread新建物件效能差。
b. 線程缺乏統一管理，可能無限制新建線程，相互之間競爭，及可能佔用過多系統資源導致死機或oom。
c. 缺乏更多功能，如定時執行、定期執行、執行緒中斷。
相比new Thread，Java提供的四種線程池的好處在於：
a. 重複使用存在的線程，減少物件創建、消亡的開銷，性能佳。
b. 可有效控制最大並發執行緒數，提高系統資源的使用率，同時避免過多資源競爭，避免阻塞。
c. 提供定時執行、定期執行、單執行緒、並發數控制等功能。
2、Java 執行緒池
Java透過Executors提供四種執行緒池，分別為：
newCachedThreadPool建立一個可快取執行緒池，如果執行緒池長度超過處理需要，可靈活回收空閒執行緒，若無可回收，則新建線程。
newFixedThreadPool 建立一個定長執行緒池，可控制執行緒最大並發數，超出的執行緒會在佇列中等待。
newScheduledThreadPool 建立一個定長執行緒池，支援定時及週期性任務執行。
newSingleThreadExecutor 建立一個單執行緒化的執行緒池，它只會用唯一的工作執行緒來執行任務，並保證所有任務都按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先權)執行。
(1)newCachedThreadPool：
建立一個可快取線程池，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閒線程，若無可回收，則新建線程。範例程式碼如下：
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
try {
Thread.sleep(index * 1000);
}
catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(index);
}
});
}
線程池為無限大，當第二個任務執行時第一個任務已經完成，會復用執行第一個任務的線程，而不用每次新建線程。
(2)newFixedThreadPool：
建立一個定長執行緒池，可控制執行緒最大並發數，超出的執行緒會在佇列中等待。範例程式碼如下：
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
System.out.println(index);
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
});
}
因為執行緒池大小為3，每個任務輸出index後sleep 2秒，所以每兩秒列印3個數字。
定長線程池的大小最好根據系統資源進行設定。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可參考PreloadDataCache。
(3)newScheduledThreadPool：
建立一個定長執行緒池，支援定時及週期性任務執行。延遲執行範例程式碼如下：
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("delay 3 seconds");
}
}, 3, TimeUnit.SECONDS);
表示延遲3秒執行。
定期執行範例程式碼如下：
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");
}
}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
表示延遲1秒後每3秒執行一次。
ScheduledExecutorService比Timer更安全，功能更強大
(4)newSingleThreadExecutor：
創建一個單線程化的線程池，它只會用唯一的工作線程來執行任務，保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先權)執行。範例程式碼如下：
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
System.out.println(index);
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
});
}
結果依序輸出，相當於依序執行各任務。
現行大多數GUI程式都是單執行緒的。 Android中單執行緒可用於資料庫操作，檔案操作，應用大量安裝，應用大量刪除等不適合併發但可能IO阻塞性及影響UI執行緒回應的操作。
執行緒池的作用：
執行緒池作用就是限制系統中執行緒的數量。
根 根據系統的環境狀況，可以自動或手動設定執行緒數量，達到運作的最佳效果；少了浪費了系統資源，多了造成系統擁擠效率不高。用線程池控制線程數量，其他線程排 隊等候。一個任務執行完畢，再從佇列的中取最前面的任務開始執行。若佇列中沒有等待進程，則執行緒池的此資源處於等待。當一個新任務需要運行時，如果線程池 中有等待的工作線程，就可以開始運行了；否則進入等待隊列。
為什麼要用執行緒池:
1.減少了建立和銷毀執行緒的次數，每個工作執行緒都可以被重複利用，可執行多個任務。
2.可以根據系統的承受能力，調整線程池中工作線線程的數目，防止因為消耗過多的內存，而把伺服器累趴下(每個線程需要大約1MB內存，線程開的越多，消耗的記憶體也越大，最後當機)。
Java裡面線程池的頂層介面是Executor，但是嚴格意義上講Executor並不是線程池，而只是執行線程的工具。真正的線程池介面是ExecutorService。
比較重要的幾個類別：
ExecutorService： 真正的執行緒池介面。
ScheduledExecutorService： 能和Timer/TimerTask類似，解決那些需要任務重複執行的問題。
ThreadPoolExecutor： ExecutorService的預設實作。
ScheduledThreadPoolExecutor： 繼承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService介面實現，週期性任務調度的類別實作。
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Executors类里面提供了一些静态工厂，生成一些常用的线程池。
1.newSingleThreadExecutor
创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。
2.newFixedThreadPool
创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。
3.newCachedThreadPool
创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，
那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说JVM）能够创建的最大线程大小。
4.newScheduledThreadPool
创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。
实例代码
一、固定大小的线程池，newFixedThreadPool：
package app.executors;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
/**
* Java线程：线程池
*
* @author xiho
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个可重用固定线程数的线程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
// 创建线程
Thread t1 = new MyThread();
Thread t2 = new MyThread();
Thread t3 = new MyThread();
Thread t4 = new MyThread();
Thread t5 = new MyThread();
// 将线程放入池中进行执行
pool.execute(t1);
pool.execute(t2);
pool.execute(t3);
pool.execute(t4);
pool.execute(t5);
// 关闭线程池
pool.shutdown();
}
}
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。");
}
}
输出结果：
pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-3正在执行。。。 pool-1-thread-4正在执行。。。 pool-1-thread-2正在执行。。。 pool-1-thread-5正在执行。。。
改变ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5)中的参数：ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2)，输出结果是：
pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-2正在执行。。。 pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-2正在执行。。。
从以上结果可以看出，newFixedThreadPool的参数指定了可以运行的线程的最大数目，超过这个数目的线程加进去以后，不会运行。其次，加入线程池的线程属于托管状态，线程的运行不受加入顺序的影响。
二、单任务线程池，newSingleThreadExecutor：
仅仅是把上述代码中的ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2)改为ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
输出结果：
pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-1正在执行。。。
可以看出，每次调用execute方法，其实最后都是调用了thread-1的run方法。
三、可变尺寸的线程池，newCachedThreadPool：
与上面的类似，只是改动下pool的创建方式：ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
输出结果：
pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-2正在执行。。。 pool-1-thread-4正在执行。。。 pool-1-thread-3正在执行。。。 pool-1-thread-5正在执行。。。
这种方式的特点是：可根据需要创建新线程的线程池，但是在以前构造的线程可用时将重用它们。
四、延迟连接池，newScheduledThreadPool：
public class TestScheduledThreadPoolExecutor {
public static void main(String[] args) {
ScheduledThreadPoolExecutor exec = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);
exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段时间就触发异常
@Override
publicvoid run() {
//throw new RuntimeException();
System.out.println("================");
}
}, 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS);
exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段时间打印系统时间，证明两者是互不影响的
@Override
publicvoid run() {
System.out.println(System.nanoTime());
}
}, 1000, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
}
输出结果：
================ 8384644549516 8386643829034 8388643830710 ================ 8390643851383 8392643879319 8400643939383
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助。
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