介绍
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。
线程池使用和多线程相关联。由于多线程的原理是消耗cup内存,来提高效率,线程过多时,会大量消耗内存的资源,即便是使用多线程来提高代码的执行效率,也要考虑内存等资源的压力,例如开启10000个复制文件的线程,那内存直接溢出,会影响其他的程序,多线程在提高效率的同时也要规范内存资源的使用,所以依赖于线程池
线程池:在执行开启线程之前, 先创建一个线程池,例如指定线程池最大线程为5,那么再由线程池去开启线程,这就保证了多线程,开启是有规定个数的,维护内存正常消耗;
常用的方法:
(1)通过Executors创建线程池
(2)execute():执行线程
(3)shutdown():停止线程
线程池的种类(4种)
1:单个线程池
newSingleThreadExecutor
public class Demo7 implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
class TestDemo7{
public static void main(String[] args) {
//创建单线程的线程池
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i < 10; i++) {//10个任务
executorService.execute(new Demo7());
}
executorService.shutdown();//停止线程
}
}
2:定长线程池
newFixedThreadPool
//创建定长的线程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
executorService.execute(new Demo7());
}
executorService.shutdown();
3:缓存线程池
newCachedThreadPool
//创建缓存的线程池
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
executorService.execute(new Demo7());
}
executorService.shutdown();
4:定时线程池
newScheduledThreadPool
(1)定时
executorService.schedule(Runnable,时间,时间单位);
固定时间之后,才执行任务;
//5s之后,在执行任务
System.out.println(System.currentTimeMillis());、
ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
executorService.schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(System.currentTimeMillis() +"---"+Thread.currentThread().getName());
}
},5, TimeUnit.SECONDS);
executorService.scheduleAtFixedRate(Runnable,第一次执行的间隔时间,每次间隔的时间,日期类型);
//第一次2s之后执行,之后,每隔5秒执行一次,三个线程执行
//循环执行
ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(3);
executorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(System.currentTimeMillis() +"---"+Thread.currentThread().getName());
}
},2,5,TimeUnit.SECONDS);
核心类ThreadPoolExecutor
上面线程池对象最终调用的都是 ThreadPoolExecutor 对象;
ThreadPoolExecutor 对象中有下面四个构造函数;
代码分析:前三个构造函数调用的都是第四个构造函数;
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {
.....
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue);
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory);
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler);
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler);
...
}
1: 构造函数中参数的含义:
corePoolSize:核心池的大小,这个参数跟后面讲述的线程池的实现原理有非常大的关系。在创建了线程池后,默认情况下,线程池中并没有任何线程,而是等待有任务到来才创建线程去执行任务,除非调用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法,从这2个方法的名字就可以看出,是预创建线程的意思,即在没有任务到来之前就创建corePoolSize个线程或者一个线程。默认情况下,在创建了线程池后,线程池中的线程数为0,当有任务来之后,就会创建一个线程去执行任务,当线程池中的线程数目达到corePoolSize后,就会把到达的任务放到缓存队列当中;
maximumPoolSize:线程池最大线程数,这个参数也是一个非常重要的参数,它表示在线程池中最多能创建多少个线程;
keepAliveTime:表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。默认情况下,只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时,keepAliveTime才会起作用,直到线程池中的线程数不大于corePoolSize,即当线程池中的线程数大于corePoolSize时,如果一个线程空闲的时间达到keepAliveTime,则会终止,直到线程池中的线程数不超过corePoolSize。但是如果调用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法,在线程池中的线程数不大于corePoolSize时,keepAliveTime参数也会起作用,直到线程池中的线程数为0;
TimeUnit:参数keepAliveTime的时间单位,有7种取值,在TimeUnit类中有7种静态属性:
TimeUnit.DAYS; //天
TimeUnit.HOURS; //小时
TimeUnit.MINUTES; //分钟
TimeUnit.SECONDS; //秒
TimeUnit.MILLISECONDS; //毫秒
TimeUnit.MICROSECONDS; //微妙
TimeUnit.NANOSECONDS; //纳秒
workQueue:一个阻塞队列,用来存储等待执行的任务,这个参数的选择也很重要,会对线程池的运行过程产生重大影响,一般来说,这里的阻塞队列有以下几种选择:
1)ArrayBlockingQueue:基于数组的先进先出队列,此队列创建时必须指定大小;
2)LinkedBlockingQueue:基于链表的先进先出队列,如果创建时没有指定此队列大小,则默认为Integer.MAX_VALUE;
3)synchronousQueue:这个队列比较特殊,它不会保存提交的任务,而是将直接新建一个线程来执行新来的任务。
ArrayBlockingQueue使用较少,一般使用LinkedBlockingQueue和Synchronous。线程池的排队策略与BlockingQueue有关。
threadFactory:线程工厂,主要用来创建线程;
handler:表示当拒绝处理任务时的策略,有以下四种取值:
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy:也是丢弃任务,但是不抛出异常。
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy:丢弃队列最前面的任务,然后重新尝试执行任务(重复此过程)
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy:由调用线程处理该任务
2:在ThreadPoolExecutor类中有几个非常重要的方法:
execute()
execute()方法实际上是Executor中声明的方法,在ThreadPoolExecutor进行了具体的实现,这个方法是ThreadPoolExecutor的核心方法,通过这个方法可以向线程池提交一个任务,交由线程池去执行。
submit()
submit()方法是在ExecutorService中声明的方法,在AbstractExecutorService就已经有了具体的实现,在ThreadPoolExecutor中并没有对其进行重写,这个方法也是用来向线程池提交任务的,但是它和execute()方法不同,它能够返回任务执行的结果,去看submit()方法的实现,会发现它实际上还是调用的execute()方法,只不过它利用了Future来获取任务执行结果
shutdown():不会立即终止线程池,而是要等所有任务缓存队列中的任务都执行完后才终止,但再也不会接受新的任务
shutdownNow():立即终止线程池,并尝试打断正在执行的任务,并且清空任务缓存队列,返回尚未执行的任务。
3:案例:
public class Demo8 implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
class TestDemo8{
public static void main(String[] args) {
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(5, 10, 5L, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue(5));
for (int i = 0; i < 15; i++) {
executor.execute(new Demo8());
System.out.println("当前的线程数:"+executor.getPoolSize()
+",队列中等待执行的数量:"+executor.getQueue().size()
);
}
executor.shutdown();
}
}
当任务超出15个,第16个时,就会触发 RejectedExecutionHandler handler 条件,执行策略;
第一个策略:
4:ThreadPoolExecutor类中其他的一些比较重要成员变量
private final BlockingQueue<Runnable> workQueue; //任务缓存队列,用来存放等待执行的任务
private final ReentrantLock mainLock = new ReentrantLock(); //线程池的主要状态锁,对线程池状态(比如线程池大小
//、runState等)的改变都要使用这个锁
private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>(); //用来存放工作集
private volatile long keepAliveTime; //线程存活时间
private volatile boolean allowCoreThreadTimeOut; //是否允许为核心线程设置存活时间
private volatile int corePoolSize; //核心池的大小(即线程池中的线程数目大于这个参数时,提交的任务会被放进任务缓存队列)
private volatile int maximumPoolSize; //线程池最大能容忍的线程数
private volatile int poolSize; //线程池中当前的线程数
private volatile RejectedExecutionHandler handler; //任务拒绝策略
private volatile ThreadFactory threadFactory; //线程工厂,用来创建线程
private int largestPoolSize; //用来记录线程池中曾经出现过的最大线程数
private long completedTaskCount; //用来记录已经执行完毕的任务个数