java 线程池ThreadPoolExecutor 共同完成一个任务

Posted 2023-03-26

即调用 ThreadPoolExecutor 的execute(Runnable runnable)方法来完成同一个同一个同一个任务
尝试传入同一个runnable对象到方法中，但是依旧是多个线程独立运行，想要利用线程池实现类似于买火车票的效果。
明白人来指教一下 谢谢！

线程池可以解决两个不同问题：由于减少了每个任务调用的开销，它们通常可以在执行大量异步任务时提供增强的性能，并且还可以提供绑定和管理资源（包括执行集合任务时使用的线程）的方法。每个ThreadPoolExecutor 还维护着一些基本的统计数据，如完成的任务数。

为了便于跨大量上下文使用，此类提供了很多可调整的参数和扩展挂钩。但是，强烈建议程序员使用较为方便的 Executors 工厂方法 Executors.newCachedThreadPool()（无界线程池，可以进行自动线程回收）、Executors.newFixedThreadPool(int)（固定大小线程池）和 Executors.newSingleThreadExecutor()（单个后台线程），它们均为大多数使用场景预定义了设置。否则，在手动配置和调整此类时，使用以下指导：

核心和最大池大小
ThreadPoolExecutor 将根据 corePoolSize（参见 getCorePoolSize()）和 maximumPoolSize（参见getMaximumPoolSize()）设置的边界自动调整池大小。当新任务在方法 execute(java.lang.Runnable) 中提交时，如果运行的线程少于 corePoolSize，则创建新线程来处理请求，即使其他辅助线程是空闲的。如果运行的线程多于corePoolSize 而少于 maximumPoolSize，则仅当队列满时才创建新线程。如果设置的 corePoolSize 和 maximumPoolSize相同，则创建了固定大小的线程池。如果将 maximumPoolSize 设置为基本的无界值（如 Integer.MAX_VALUE），则允许池适应任意数量的并发任务。在大多数情况下，核心和最大池大小仅基于构造来设置，不过也可以使用setCorePoolSize(int) 和 setMaximumPoolSize(int) 进行动态更改。

按需构造
默认情况下，即使核心线程最初只是在新任务需要时才创建和启动的，也可以使用方法 prestartCoreThread()或 prestartAllCoreThreads() 对其进行动态重写。

创建新线程
使用 ThreadFactory 创建新线程。如果没有另外说明，则在同一个 ThreadGroup 中一律使用Executors.defaultThreadFactory() 创建线程，并且这些线程具有相同的 NORM_PRIORITY 优先级和非守护进程状态。通过提供不同的 ThreadFactory，可以改变线程的名称、线程组、优先级、守护进程状态，等等。如果从 newThread返回 null 时 ThreadFactory 未能创建线程，则执行程序将继续运行，但不能执行任何任务。
保持活动时间
如果池中当前有多于 corePoolSize 的线程，则这些多出的线程在空闲时间超过 keepAliveTime 时将会终止（参见getKeepAliveTime(java.util.concurrent.TimeUnit)）。这提供了当池处于非活动状态时减少资源消耗的方法。如果池后来变得更为活动，则可以创建新的线程。也可以使用方法 setKeepAliveTime(long, java.util.concurrent.TimeUnit) 动态地更改此参数。使用 Long.MAX_VALUE TimeUnit.NANOSECONDS 的值在关闭前有效地从以前的终止状态禁用空闲线程。

排队
所有 BlockingQueue 都可用于传输和保持提交的任务。可以使用此队列与池大小进行交互：
A. 如果运行的线程少于 corePoolSize，则 Executor 始终首选添加新的线程，而不进行排队。
B. 如果运行的线程等于或多于 corePoolSize，则 Executor 始终首选将请求加入队列，而不添加新的线程。
C. 如果无法将请求加入队列，则创建新的线程，除非创建此线程超出 maximumPoolSize，在这种情况下，任务将被拒绝。

排队有三种通用策略：
直接提交。工作队列的默认选项是 SynchronousQueue，它将任务直接提交给线程而不保持它们。在此，如果不存在可用于立即运行任务的线程，则试图把任务加入队列将失败，因此会构造一个新的线程。此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集合时出现锁定。直接提交通常要求无界 maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。
无界队列。使用无界队列（例如，不具有预定义容量的 LinkedBlockingQueue）将导致在所有 corePoolSize 线程都忙的情况下将新任务加入队列。这样，创建的线程就不会超过 corePoolSize。（因此，maximumPoolSize 的值也就无效了。）当每个任务完全独立于其他任务，即任务执行互不影响时，适合于使用无界队列；例如，在 Web 页服务器中。这种排队可用于处理瞬态突发请求，当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。
有界队列。当使用有限的 maximumPoolSizes 时，有界队列（如 ArrayBlockingQueue）有助于防止资源耗尽，但是可能较难调整和控制。队列大小和最大池大小可能需要相互折衷：使用大型队列和小型池可以最大限度地降低CPU 使用率、操作系统资源和上下文切换开销，但是可能导致人工降低吞吐量。如果任务频繁阻塞（例如，如果它们是 I/O 边界），则系统可能为超过您许可的更多线程安排时间。使用小型队列通常要求较大的池大小，CPU 使用率较高，但是可能遇到不可接受的调度开销，这样也会降低吞吐量。
被拒绝的任务

当 Executor 已经关闭，并且 Executor 将有限边界用于最大线程和工作队列容量，且已经饱和时，在方法execute(java.lang.Runnable) 中提交的新任务将被拒绝。在以上两种情况下，execute 方法都将调用其RejectedExecutionHandler 的 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution(java.lang.Runnable, java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor) 方法。下面提供了四种预定义的处理程序策略：
A. 在默认的 ThreadPoolExecutor.AbortPolicy 中，处理程序遭到拒绝将抛出运行时 RejectedExecutionException。
B. 在 ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy 中，线程调用运行该任务的 execute 本身。此策略提供简单的反馈控制机制，能够减缓新任务的提交速度。
C. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy 中，不能执行的任务将被删除。
D. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy 中，如果执行程序尚未关闭，则位于工作队列头部的任务将被删除，然后重试执行程序（如果再次失败，则重复此过程）。
定义和使用其他种类的 RejectedExecutionHandler 类也是可能的，但这样做需要非常小心，尤其是当策略仅用于特定容量或排队策略时。

挂钩方法
此类提供 protected 可重写的 beforeExecute(java.lang.Thread, java.lang.Runnable) 和 afterExecute(java.lang.Runnable, java.lang.Throwable) 方法，这两种方法分别在执行每个任务之前和之后调用。它们可用于操纵执行环境；例如，重新初始化ThreadLocal、搜集统计信息或添加日志条目。此外，还可以重写方法 terminated() 来执行 Executor 完全终止后需要完成的所有特殊处理。

如果挂钩或回调方法抛出异常，则内部辅助线程将依次失败并突然终止。

队列维护
方法 getQueue() 允许出于监控和调试目的而访问工作队列。强烈反对出于其他任何目的而使用此方法。remove(java.lang.Runnable) 和 purge() 这两种方法可用于在取消大量已排队任务时帮助进行存储回收。

一、例子

创建 TestThreadPool 类：
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestThreadPool

private static int produceTaskSleepTime = 2;

private static int produceTaskMaxNumber = 10;

public static void main(String[] args)

// 构造一个线程池
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3,
TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3),
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

for (int i = 1; i <= produceTaskMaxNumber; i++)
try
String task = "task@ " + i;
System.out.println("创建任务并提交到线程池中：" + task);
threadPool.execute(new ThreadPoolTask(task));

Thread.sleep(produceTaskSleepTime);
catch (Exception e)
e.printStackTrace();




view plain
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestThreadPool

private static int produceTaskSleepTime = 2;

private static int produceTaskMaxNumber = 10;

public static void main(String[] args)

// 构造一个线程池
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3,
TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3),
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

for (int i = 1; i <= produceTaskMaxNumber; i++)
try
String task = "task@ " + i;
System.out.println("创建任务并提交到线程池中：" + task);
threadPool.execute(new ThreadPoolTask(task));

Thread.sleep(produceTaskSleepTime);
catch (Exception e)
e.printStackTrace();





创建 ThreadPoolTask类：
view plaincopy to clipboardprint?
import java.io.Serializable;

public class ThreadPoolTask implements Runnable, Serializable

private Object attachData;

ThreadPoolTask(Object tasks)
this.attachData = tasks;


public void run()

System.out.println("开始执行任务：" + attachData);

attachData = null;


public Object getTask()
return this.attachData;


view plain
import java.io.Serializable;

public class ThreadPoolTask implements Runnable, Serializable

private Object attachData;

ThreadPoolTask(Object tasks)
this.attachData = tasks;


public void run()

System.out.println("开始执行任务：" + attachData);

attachData = null;


public Object getTask()
return this.attachData;



执行结果：
创建任务并提交到线程池中：task@ 1
开始执行任务：task@ 1
创建任务并提交到线程池中：task@ 2
开始执行任务：task@ 2
创建任务并提交到线程池中：task@ 3
创建任务并提交到线程池中：task@ 4
开始执行任务：task@ 3
创建任务并提交到线程池中：task@ 5
开始执行任务：task@ 4
创建任务并提交到线程池中：task@ 6
创建任务并提交到线程池中：task@ 7
创建任务并提交到线程池中：task@ 8
开始执行任务：task@ 5
开始执行任务：task@ 6
创建任务并提交到线程池中：task@ 9
开始执行任务：task@ 7
创建任务并提交到线程池中：task@ 10
开始执行任务：task@ 8
开始执行任务：task@ 9
开始执行任务：task@ 10

ThreadPoolExecutor配置
一、ThreadPoolExcutor为一些Executor提供了基本的实现，这些Executor是由Executors中的工厂 newCahceThreadPool、newFixedThreadPool和newScheduledThreadExecutor返回的。 ThreadPoolExecutor是一个灵活的健壮的池实现，允许各种各样的用户定制。
二、线程的创建与销毁
1、核心池大小、最大池大小和存活时间共同管理着线程的创建与销毁。
2、核心池的大小是目标的大小；线程池的实现试图维护池的大小；即使没有任务执行，池的大小也等于核心池的大小，并直到工作队列充满前，池都不会创建更多的线程。如果当前池的大小超过了核心池的大小，线程池就会终止它。
3、最大池的大小是可同时活动的线程数的上限。
4、如果一个线程已经闲置的时间超过了存活时间，它将成为一个被回收的候选者。
5、newFixedThreadPool工厂为请求的池设置了核心池的大小和最大池的大小，而且池永远不会超时
6、newCacheThreadPool工厂将最大池的大小设置为Integer.MAX_VALUE，核心池的大小设置为0，超时设置为一分钟。这样创建了无限扩大的线程池，会在需求量减少的情况下减少线程数量。
三、管理
1、 ThreadPoolExecutor允许你提供一个BlockingQueue来持有等待执行的任务。任务排队有3种基本方法：无限队列、有限队列和同步移交。
2、 newFixedThreadPool和newSingleThreadExectuor默认使用的是一个无限的 LinkedBlockingQueue。如果所有的工作者线程都处于忙碌状态，任务会在队列中等候。如果任务持续快速到达，超过了它们被执行的速度，队列也会无限制地增加。稳妥的策略是使用有限队列，比如ArrayBlockingQueue或有限的LinkedBlockingQueue以及 PriorityBlockingQueue。
3、对于庞大或无限的池，可以使用SynchronousQueue，完全绕开队列，直接将任务由生产者交给工作者线程
4、可以使用PriorityBlockingQueue通过优先级安排任务追问

粘这些东西干什么，我的问题不明确么？

参考技术A import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Demo 

    public static void main(String[] args) 
        Ticket ticket = new Ticket(50); // 多线程共享对象
        Saler salerA = new Saler("售票员A", ticket);
        Saler salerB = new Saler("售票员B", ticket);
        Saler salerC = new Saler("售票员C", ticket);

        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(0, 10, 60L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                new SynchronousQueue<Runnable>(), new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

        threadPool.execute(salerA);
        threadPool.execute(salerB);
        threadPool.execute(salerC);
    


// 售票员
class Saler implements Runnable 

    private String name;
    private Ticket ticket;

    public Saler(String name, Ticket ticket) 
        this.name = name;
        this.ticket = ticket;
    

    @Override
    public void run() 
        while (ticket.getRemain() > 0) 
            ticket.sale(name, 1);
            try 
                Thread.sleep(100); // 延迟100ms
             catch (InterruptedException e) 
            
        
    



// 车票信息
class Ticket 
    private int remain; // 余票数量

    public Ticket(int remain) 
        this.remain = remain;
    

    // 卖票
    public void sale(String name, int count) 
        synchronized (this)  // 同步锁，保证一张车票同一时刻只能由一个人卖
            if (remain - count > -1) 
                remain -= count;
                System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName() + "]" + name + "卖出" + count + "张车票，当前余票："
                        + remain + "张");
             else 
                System.out.println("票已卖完。。。");
            
        
    

    public int getRemain() 
        return remain;
    

    public void setRemain(int remain) 
        this.remain = remain;
    

本回答被提问者采纳

Java多线程系列——线程池简介

什么是线程池？

为了避免系统频繁地创建和销毁线程，我们可以让创建的线程进行复用。
用线程时从线程池中获取，用完以后不销毁线程，而是归还给线程池。

JDK 对线程池的支持

为了更好的控制多线程，JDK 提供了一套线程池框架，结构如下图所示

它们都在 java.util.concurrent 包中。

• Executor 用来执行任务，它提供了 execute() 方法来执行 Runnable 任务；
• ThreadPoolExecutor 表示一个线程池；
• Executors 它是一个静态工厂工厂类，通过它可以取得一个拥有特定功能的线程池；

不同特性的线程池

1. newFixedThreadPool()：返回固定数量的线程池。线程池中的数量始终不变。当有新任务提交时，线程池中若有空闲线程，则立即执行。若没有则放入任务队列中，等待有空闲线程时，处理任务队列中的任务。
2. newSingleThreadPool()：返回只有一个线程的线程池。若有多余一个任务被提交，则放入任务队列中，等待有空闲线程时，按先入先出的顺序执行队列中的任务。
3. newCachedThreadPool()：返回一个可根据实际情况调整线程数量的线程池。这个方法创建出来的线程池可以被无限扩展，并且当需求降低时会自动收缩。
4. newSingleThreadScheduledExecutor()：返回一个 ScheduledExecutorService 对象，线程池大小为 1。ScheduledExecutorService 接口在 ExecutorService 接口之上扩展了在给定时间执行某任务的功能，在某个固定时间延迟之后，或周期性执行某个任务。
5. newScheduledThreadPool()：返回一个 ScheduledExecutorService 对象，并可指定线程数量。
6. ScheduledExecutorService 并不一定会立即安排执行任务，而是起到了计划任务的作用。
它主要有一下三个方法：
1. schedule()：会在给定的时间，对任务进行一次调度
2. scheduleAtFixedRate()：创建并执行一个在给定初始延迟后首次启用的定期操作，后续操作具有给定的周期
3. scheduleWithFixedDelay()：创建并执行一个在给定初始延迟后首次启用的定期操作，随后，在每一次执行终止和下一次执行开始之间都存在给定的延迟

示例

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
 * Created by zhengbin on 2017/10/24
 */
public class ExecutorServiceTest {
    private static class Task implements Runnable {
    public void run() {
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "：Thread ID：" + Thread.currentThread().getId());
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Task t = new Task();
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 10;i++) {
            executorService.execute(t);
        }
        executorService.shutdown();
    }
}

运行结果

1509258535474：Thread ID：11
1509258535474：Thread ID：12
1509258535475：Thread ID：14
1509258535475：Thread ID：15
1509258535475：Thread ID：13
1509258536475：Thread ID：15
1509258536475：Thread ID：11
1509258536475：Thread ID：12
1509258536475：Thread ID：14
1509258536475：Thread ID：13

结果说明

主线程创建了一个固定大小的线程池，线程池的容量是 5。

运行结果输出了运行的时间戳，可以看到，前 5 个任务执行的时间戳与后 5 个任务的时间戳相差了 1000 毫秒。

这说明在这 10 个任务中，是分成 2 批次执行的。这也完全符合一个只有 5 个线程的线程池的行为。

当把线程池改为 newCachedThreadPool() 时，就会将 10 个任务同时执行。