Java线程池应用
在Java中,多线程有着广泛运用。在实际应用中,好的软件设计不建议手动创建和销毁线程。线程的创建和销毁是非常耗 CPU 和内存资源的,因为这需要 JVM 和操作系统的参与。为此,我们在面临多线程问题时,通常会采用线程池。一般情况下,每个线程池会由这些模块组成:一个任务队列,一个工作线程的集合,一个线程工厂,管理线程状态的元数据。
线程池可以解决两个问题:一是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(包括执行任务集时使用的线程)的方法;二是每个 ThreadPoolExecutor 还维护着一些基本的统计数据,如完成的任务数。
线程池均位于 java.util.concurrent包中。 ThreadPoolExecutor类的继承关系为: public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService 其中,抽象类 AbstractExecutorService的继承关系为: public abstract class AbstractExecutorService extends Object implements ExecutorService ExecutorService接口的继承关系为: public interface ExecutorService extends Executor Executor是一个顶级接口。
Java里面线程池的顶级接口是Executor,但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池,而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是ExecutorService。比较重要的几个类:
ExecutorService |
真正的线程池接口。 |
ScheduledExecutorService |
能和Timer/TimerTask类似,解决那些需要任务重复执行的问题。 |
ThreadPoolExecutor |
ExecutorService的默认实现。 |
ScheduledThreadPoolExecutor |
继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现,周期性任务调度的类实现。 |
在实际应用中,类Executors为我们提供了几个生成线程池的重要方法:Executors.newCachedThreadPool(),Executors.newFixedThreadPool(int),Executors.newSingleThreadExecutor()等。其中:
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。
Executors的的继承关系为:
public class Executors extends Object
由于创建子线程可以有继承Thread类,实现Runnable接口,以及实现Callable接口三种方式,所以,我这里先通过这三种方式创建线程,然后再通过一个测试类通过线程池来运行。
package com.itszt.test; import java.util.concurrent.*; /** * 线程池 */ public class Test2 { //采用newFixedThreadPool()方法创建线程池,设置线程池中有2个线程 //static ThreadPoolExecutor pool = (ThreadPoolExecutor) Executors.newFixedThreadPool(2); //或者采用下述方式生成线程连接池 static ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); public static void main(String[] args) { Future<String> s1 = pool.submit(new MyCall()); Future<String> s2 = pool.submit(new MyCall()); try { System.out.println(s1.get()); System.out.println(s2.get()); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } //切记:线程池不是线程执行结束就终止,而是手动终止 pool.shutdown(); } public static void main2(String[] args) { pool.submit(new MyRun("张三")); pool.submit(new MyRun("李四")); pool.submit(new MyRun("王五")); pool.submit(new MyRun("赵六")); //切记:线程池不是线程执行结束就终止,而是手动终止 pool.shutdown(); } public static void main1(String[] args) { pool.submit(new MyThread("张三")); pool.submit(new MyThread("李四")); pool.submit(new MyThread("王五")); pool.submit(new MyThread("赵六")); //切记:线程池不是线程执行结束就终止,而是手动终止 pool.shutdown(); } } //通过继承Thread创建线程 class MyThread extends Thread { public MyThread(String name) { super(name); } int num = 10; @Override public void run() { while (num >= 0) { try { Thread.sleep(100);//线程休眠 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在数:" + num); num--; } } } //通过实现Runnable接口创建线程 class MyRun implements Runnable { public MyRun(String name) { Thread.currentThread().setName(name); } int num = 10; @Override public void run() { while (num >= 0) { try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在数:" + num); num--; } } } //通过实现Callable接口创建线程 class MyCall implements Callable<String> { int num = 10; @Override public String call() throws Exception { while (num >= 0) { try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在数:" + num); num--; } return Thread.currentThread().getName() + "顺利执行"; } }
上述代码执行结果如下:
pool-1-thread-1正在数:10 pool-1-thread-2正在数:10 pool-1-thread-1正在数:9 pool-1-thread-2正在数:9 pool-1-thread-1正在数:8 pool-1-thread-2正在数:8 pool-1-thread-2正在数:7 pool-1-thread-1正在数:7 pool-1-thread-1正在数:6 pool-1-thread-2正在数:6 pool-1-thread-1正在数:5 pool-1-thread-2正在数:5 pool-1-thread-2正在数:4 pool-1-thread-1正在数:4 pool-1-thread-1正在数:3 pool-1-thread-2正在数:3 pool-1-thread-2正在数:2 pool-1-thread-1正在数:2 pool-1-thread-1正在数:1 pool-1-thread-2正在数:1 pool-1-thread-1正在数:0 pool-1-thread-2正在数:0 pool-1-thread-1顺利执行 pool-1-thread-2顺利执行