java四种线程池的使用
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了java四种线程池的使用相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
原文链接:https://www.cnblogs.com/zincredible/p/10984459.html
参考:https://blog.csdn.net/w05980598/article/details/79425071
参考:https://blog.csdn.net/achuo/article/details/80623893
一、四种线程池
Java通过Executors提供四种线程池,分别为
- 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。
- 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 创建一个可定期或者延时执行任务的定长线程池,支持定时及周期性任务执行。
- 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。
二、核心类
四种线程池本质都是创建ThreadPoolExecutor类,ThreadPoolExecutor构造参数如下
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int corePoolSize, 核心线程大小
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int maximumPoolSize,最大线程大小
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long keepAliveTime, 超过corePoolSize的线程多久不活动被销毁时间
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TimeUnit unit,时间单位
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BlockingQueue<Runnable> workQueue 任务队列
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ThreadFactory threadFactory 线程池工厂
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RejectedExecutionHandler handler 拒绝策略
三、阻塞队列
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LinkedBlockingQueue :一个由链表结构组成的有界阻塞队列(常用)
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PriorityBlockingQueue :一个支持优先级排序的无界阻塞队列
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DelayQueue: 一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列
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SynchronousQueue: 一个不存储元素的阻塞队列(常用)
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LinkedTransferQueue: 一个由链表结构组成的无界阻塞队列
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四、四种默认线程池源码初步分析
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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 static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); } //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 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue) { this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler); }
- 查看源码,四种线程池都是创建了ThreadPollExecutor对象,只是传递的参数不一样而已,观察传入的workQueue 都是默认,即最大可添加Integer.MAX_VALUE个任务,这也就是阿里巴巴java开发规范禁止直接使用java提供的默认线程池的原因了
五、线程池任务执行流程
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当线程池小于corePoolSize时,新提交任务将创建一个新线程执行任务,即使此时线程池中存在空闲线程。
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当线程池达到corePoolSize时,新提交任务将被放入workQueue中,等待线程池中任务调度执行
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当workQueue已满,且maximumPoolSize>corePoolSize时,新提交任务会创建新线程执行任务
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当提交任务数超过maximumPoolSize时,新提交任务由RejectedExecutionHandler处理
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当线程池中超过corePoolSize线程,空闲时间达到keepAliveTime时,释放空闲线程
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当设置allowCoreThreadTimeOut(true)时,该参数默认false,线程池中corePoolSize线程空闲时间达到keepAliveTime也将关闭
六、使用场景详解
newCachedThreadPool:
- 底层:返回ThreadPoolExecutor实例,corePoolSize为0;maximumPoolSize为Integer.MAX_VALUE;keepAliveTime为60L;时间单位TimeUnit.SECONDS;workQueue为SynchronousQueue(同步队列)
- 通俗:当有新任务到来,则插入到SynchronousQueue中,由于SynchronousQueue是同步队列,因此会在池中寻找可用线程来执行,若有可以线程则执行,若没有可用线程则创建一个线程来执行该任务;若池中线程空闲时间超过指定时间,则该线程会被销毁。
- 适用:执行很多短期的异步任务
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/** * 1.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<br> * 2.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<br> * 3.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<br> */ public static void cacheThreadPool() { ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 1; i <= 10; i++) { final int ii = i; try { Thread.sleep(ii * 1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } cachedThreadPool.execute(()->out.println("线程名称:" + Thread.currentThread().getName() + ",执行" + ii)); } } -----output------ 线程名称:pool-1-thread-1,执行1 线程名称:pool-1-thread-1,执行2 线程名称:pool-1-thread-1,执行3 线程名称:pool-1-thread-1,执行4 线程名称:pool-1-thread-1,执行5 线程名称:pool-1-thread-1,执行6 线程名称:pool-1-thread-1,执行7 线程名称:pool-1-thread-1,执行8 线程名称:pool-1-thread-1,执行9 线程名称:pool-1-thread-1,执行10
newFixedThreadPool:
- 底层:返回ThreadPoolExecutor实例,接收参数为所设定线程数量n,corePoolSize和maximumPoolSize均为n;keepAliveTime为0L;时间单位TimeUnit.MILLISECONDS;WorkQueue为:new LinkedBlockingQueue<Runnable>() 无界阻塞队列
- 通俗:创建可容纳固定数量线程的池子,每个线程的存活时间是无限的,当池子满了就不再添加线程了;如果池中的所有线程均在繁忙状态,对于新任务会进入阻塞队列中(无界的阻塞队列)
- 适用:执行长期任务
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/** * 1.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<br> * 2.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<br> * 3.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,和线程名称<br> */ public static void fixTheadPoolTest() { ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3); for (int i = 0; i < 10; i++) { final int ii = i; fixedThreadPool.execute(() -> { out.println("线程名称:" + Thread.currentThread().getName() + ",执行" + ii); try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }); } } ------output------- 线程名称:pool-1-thread-3,执行2 线程名称:pool-1-thread-1,执行0 线程名称:pool-1-thread-2,执行3 线程名称:pool-1-thread-3,执行4 线程名称:pool-1-thread-1,执行5 线程名称:pool-1-thread-2,执行6 线程名称:pool-1-thread-3,执行7 线程名称:pool-1-thread-1,执行8 线程名称:pool-1-thread-3,执行9
newSingleThreadExecutor:
- 底层:FinalizableDelegatedExecutorService包装的ThreadPoolExecutor实例,corePoolSize为1;maximumPoolSize为1;keepAliveTime为0L;时间单位TimeUnit.MILLISECONDS;workQueue为:new LinkedBlockingQueue<Runnable>() 无解阻塞队列
- 通俗:创建只有一个线程的线程池,当该线程正繁忙时,对于新任务会进入阻塞队列中(无界的阻塞队列)
- 适用:按顺序执行任务的场景
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/**
*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 */ public static void singleTheadPoolTest() { ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor(); for (int i = 0; i < 10; i++) { final int ii = i; pool.execute(() -> out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + ii)); } } -----output-------线程名称:pool-1-thread-1,执行0
线程名称:pool-1-thread-1,执行1
线程名称:pool-1-thread-1,执行2
线程名称:pool-1-thread-1,执行3
线程名称:pool-1-thread-1,执行4
线程名称:pool-1-thread-1,执行5
线程名称:pool-1-thread-1,执行6
线程名称:pool-1-thread-1,执行7
线程名称:pool-1-thread-1,执行8
线程名称:pool-1-thread-1,执行9
NewScheduledThreadPool:
- 底层:创建ScheduledThreadPoolExecutor实例,该对象继承了ThreadPoolExecutor,corePoolSize为传递来的参数,maximumPoolSize为Integer.MAX_VALUE;keepAliveTime为0;时间单位TimeUnit.NANOSECONDS;workQueue为:new DelayedWorkQueue() 一个按超时时间升序排序的队列
- 通俗:创建一个固定大小的线程池,线程池内线程存活时间无限制,线程池可以支持定时及周期性任务执行,如果所有线程均处于繁忙状态,对于新任务会进入DelayedWorkQueue队列中,这是一种按照超时时间排序的队列结构
- 适用:执行周期性任务
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/** * 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 */ public static void sceduleThreadPool() { ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5); Runnable r1 = () -> out.println("线程名称:" + Thread.currentThread().getName() + ",执行:3秒后执行"); scheduledThreadPool.schedule(r1, 3, TimeUnit.SECONDS); Runnable r2 = () -> out.println("线程名称:" + Thread.currentThread().getName() + ",执行:延迟2秒后每3秒执行一次"); scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(r2, 2, 3, TimeUnit.SECONDS); Runnable r3 = () -> out.println("线程名称:" + Thread.currentThread().getName() + ",执行:普通任务"); for (int i = 0; i < 5; i++) { scheduledThreadPool.execute(r3); } } ----output------ 线程名称:pool-1-thread-1,执行:普通任务 线程名称:pool-1-thread-5,执行:普通任务 线程名称:pool-1-thread-4,执行:普通任务 线程名称:pool-1-thread-3,执行:普通任务 线程名称:pool-1-thread-2,执行:普通任务 线程名称:pool-1-thread-1,执行:延迟2秒后每3秒执行一次 线程名称:pool-1-thread-5,执行:3秒后执行 线程名称:pool-1-thread-4,执行:延迟2秒后每3秒执行一次 线程名称:pool-1-thread-4,执行:延迟2秒后每3秒执行一次 线程名称:pool-1-thread-4,执行:延迟2秒后每3秒执行一次 线程名称:pool-1-thread-4,执行:延迟2秒后每3秒执行一次
七、备注:
- 一般如果线程池任务队列采用LinkedBlockingQueue队列的话,那么不会拒绝任何任务(因为其大小为Integer.MAX_VALUE),这种情况下,ThreadPoolExecutor最多仅会按照最小线程数corePoolSize来创建线程,也就是说线程池大小被忽略了。
- 如果线程池任务队列采用ArrayBlockingQueue队列,初始化设置了最大队列数。那么ThreadPoolExecutor的maximumPoolSize才会生效,那么ThreadPoolExecutor的maximumPoolSize才会生效会采用新的算法处理任务,
- 例如假定线程池的最小线程数为4,最大为8,ArrayBlockingQueue最大为10。随着任务到达并被放到队列中,线程池中最多运行4个线程(即核心线程数)直到队列完全填满,也就是说等待状态的任务小于等于10,ThreadPoolExecutor也只会利用4个核心线程线程处理任务。
- 如果队列已满,而又有新任务进来,此时才会启动一个新线程,这里不会因为队列已满而拒接该任务,相反会启动一个新线程。新线程会运行队列中的第一个任务,为新来的任务腾出空间。如果线程数已经等于最大线程数,任务队列也已经满了,则线程池会拒绝这个任务,默认拒绝策略是抛出异常。
- 这个算法背的理念是:该池大部分时间仅使用核心线程(4个),即使有适量的任务在队列中等待运行。这时线程池就可以用作节流阀。如果挤压的请求变得非常多,这时该池就会尝试运行更多的线程来清理;这时第二个节流阀—最大线程数就起作用了。
Java四种线程池的使用
Java通过 Executors 提供四种线程池,分别为:
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。
(1) 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。示例代码如下:
package test; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class ThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) { 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() { public void run() { System.out.println(index); } }); } } }
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。
(2) 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。示例代码如下:
package test; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class ThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) { ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3); for (int i = 0; i < 10; i++) { final int index = i; fixedThreadPool.execute(new Runnable() { public void run() { try { System.out.println(index); Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); } } }
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()
(3) newScheduledThreadPool
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:
package test; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class ThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) { ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5); scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() { public void run() { System.out.println("delay 3 seconds"); } }, 3, TimeUnit.SECONDS); } }
表示延迟3秒执行。
定期执行示例代码如下:
package test; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class ThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) { ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5); scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() { public void run() { System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds"); } }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS); } }
表示延迟1秒后每3秒执行一次。
(4) 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:
package test; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class ThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) { ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor(); for (int i = 0; i < 10; i++) { final int index = i; singleThreadExecutor.execute(new Runnable() { public void run() { try { System.out.println(index); Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); } } }
结果依次输出,相当于顺序执行各个任务。
你可以使用JDK自带的监控工具来监控我们创建的线程数量,运行一个不终止的线程,创建指定量的线程,来观察:
工具目录:C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_06\bin\jconsole.exe
运行程序做稍微修改:
package test; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class ThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) { ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 100; i++) { final int index = i; singleThreadExecutor.execute(new Runnable() { public void run() { try { while (true) { System.out.println(index); Thread.sleep(10 * 1000); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
效果如下:
选择我们运行的程序:
监控运行状态。
本文转自:http://cuisuqiang.iteye.com/blog/2019372
以上是关于java四种线程池的使用的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章