多线程学习：线程池

什么是线程池？线程池的好处？

　　线程池的概念：线程池就首先创建一些线程，它们的集合称为线程池。使用线程池可以很好地提高性能，线程池在系统启动时即创建大量空闲的线程，程序将一个任务传给线程池，线程池就会启动一条线程来执行这个任务，执行结束以后，该线程并不会死亡，而是再次返回线程池中成为空闲状态，等待执行下一个任务。
　　线程池的好处：1、降低资源消耗，通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。2、提高响应速度，当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。3、提高线程的可管理性，线程是稀缺资源，如果无限制地创建，不仅会消耗系统资源。

Java中的ThreadPoolExecutor类：

　　java在JDK1.5后加入了java.util.concurrent包，Executor是java.util.concurrent一个接口。Executor最顶层的实现是ThreadPoolExecutor类。Executor工厂类提供newScheduledThreadPool、newFixedThreadPool、newCachedThreadPool方法其实也只是ThreadPoolExecutor的构造函数参数不同而已。通过传入不同的参数，就可以构造出适用于不同应用场景下的线程池。下面对ThreadPoolExecutor构造中的的几个参数讲解一下。
corePoolSize：核心池的大小。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，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。
unit：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。
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

线程池的几种创建方式：

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。

public static void main(String[] args) {
        ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int temp = i;
            newCachedThreadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",i:" + temp);

                }
            });
        }
    }

结论：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。

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。

public static void main(String[] args) {
        ExecutorService newFixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int temp = i;
            newFixedThreadPool.execute(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",i:" + temp);

                }
            });
        }
    }

结论：因为线程池大小为3，每个任务输出打印结果后sleep 2秒，所以每两秒打印3个结果。
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()(返回可用处理器的Java虚拟机的数量。)

newScheduledThreadPool：创建一个定长线程池，即使是空线程也会保留。支持定时及周期性任务执行。

public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int temp = i;
            newScheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",i:" + temp);
                }
            }, 3, TimeUnit.SECONDS);
        }
    }

结论：表示延迟三秒执行。

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。

ExecutorService newSingleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int index = i;
            newSingleThreadExecutor.execute(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",index:" + index);
                    try {
                        Thread.sleep(200);
                    } catch (Exception e) {
                        // TODO: handle exception
                    }
                }
            });
        }
    }

结论:相当于顺序执行各个任务

线程池的原理：

如果当前线程池中的线程数目小于corePoolSize，则每来一个任务，就会创建一个线程去执行这个任务；如果当前线程池中的线程数目>=corePoolSize，则每来一个任务，会尝试将其添加到任务缓存队列当中，若添加成功，则该任务会等待空闲线程将其取出去执行；若添加失败（一般来说是任务缓存队列已满），则会尝试创建新的线程去执行这个任务；如果队列已经满了，则在总线程数不大于maximumPoolSize的前提下，则创建新的线程如果当前线程池中的线程数目达到maximumPoolSize，则会采取任务拒绝策略进行处理；如果线程池中的线程数量大于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止，直至线程池中的线程数目不大于corePoolSize；如果允许为核心池中的线程设置存活时间，那么核心池中的线程空闲时间超过keepAliveTime，线程也会被终止。

自定义线程池：

 public static void main(String[] args) {
        // 核心线程数1，最大线程2,队列长度为3
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 60L, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(3));
        // 任务一 创建线程 执行
        executor.execute(new TaskThred("任务1"));
        // 任务二缓存到队列中 复用同一个线程
        executor.execute(new TaskThred("任务2"));
        // 任务三缓存到队列中 复用同一个线程
        executor.execute(new TaskThred("任务3"));
        // 任务四缓存到队列中 复用同一个线程
        executor.execute(new TaskThred("任务4"));
        // 平滑的关闭线程池。（如果还有未执行完的任务，就等待它们执行完）。
        executor.shutdown();
    }
}

class TaskThred implements Runnable {
    private String taskName;

    public TaskThred(String taskName) {
        this.taskName = taskName;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + taskName);
    }

结论：可以看到第一个线程直接创建执行，后面的线程因为大于核心线程数，就放进缓存队列里面等待取出执行

public static void main(String[] args) {
        // 核心线程数1，最大线程2,队列长度为3
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 60L, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(3));
        // 任务一 创建线程 执行
        executor.execute(new TaskThred("任务1"));
        // 任务二缓存到队列中 复用同一个个线程
        executor.execute(new TaskThred("任务2"));
        // 任务三缓存到队列中 复用同一个个线程
        executor.execute(new TaskThred("任务3"));
        // 任务四缓存到队列中 复用同一个个线程
        executor.execute(new TaskThred("任务4"));
        //任务5   超过队列，判断是否大于最大线程数。
        executor.execute(new TaskThred("任务5"));
        // 平滑的关闭线程池。（如果还有未执行完的任务，就等待它们执行完）。
        executor.shutdown();
    }

结论**：可以看到任务5超过队列之后但是没有超过最大线程数。就从新创建线程执行。

public static void main(String[] args) {
        // 核心线程数1，最大线程2,队列长度为3
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 60L, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(3));
        // 任务一 创建线程 执行
        executor.execute(new TaskThred("任务1"));
        // 任务二缓存到队列中 复用同一个个线程
        executor.execute(new TaskThred("任务2"));
        // 任务三缓存到队列中 复用同一个个线程
        executor.execute(new TaskThred("任务3"));
        // 任务四缓存到队列中 复用同一个个线程
        executor.execute(new TaskThred("任务4"));
        //任务5   超过队列，判断是否大于最大线程数。
        executor.execute(new TaskThred("任务5"));
        //任务6超过队列，也超过最大核心线程数，会报错，出现拒绝策略
        executor.execute(new TaskThred("任务6"));
        // 平滑的关闭线程池。（如果还有未执行完的任务，就等待它们执行完）。
        executor.shutdown();
    }

结论：当超过队列缓存和最大线程数的时候就会采取拒绝策略

如何合理配置线程池？

CUP密集：CPU密集的意思是该任务需要大量的运算，而没有阻塞，CPU一直全速运行。CPU密集任务只有在真正的多核CPU上才可能得到加速(通过多线程)，而在单核CPU上，无论你开几个模拟的多线程，该任务都不可能得到加速，因为CPU总的运算能力就那些。
　　IO密集：IO密集型，即该任务需要大量的IO，即大量的阻塞。在单线程上运行IO密集型的任务会导致浪费大量的CPU运算能力浪费在等待。所以在IO密集型任务中使用多线程可以大大的加速程序运行，即时在单核CPU上，这种加速主要就是利用了被浪费掉的阻塞时间。

posted @ 2020-04-07 22:05 无话可说丶阅读(200) 评论(0) 编辑收藏举报

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