Java 六种线程池介绍

1.普通的创建线程

执行一个异步任务我们可能只是如下new Thread:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制 public static void main(String[] args) {

new Thread(new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println(Thread.currentThread().getName());

}

}).start();

}jdk8之后可以用lambda

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制 public static void main(String[] args) {

new Thread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName())).start();

}如果是这样那你就out了,new Thread的弊端如下:

每次new Thread新建对象性能差。线程缺乏统一管理,可能无限制新建线程,相互之间竞争,及可能占用过多系统资源导致死机或oom。缺乏更多功能,如定时执行、定期执行、线程中断。相比new Thread,Java提供的四种线程池的好处在于:

重用存在的线程,减少对象创建、消亡的开销,性能佳。可有效控制最大并发线程数,提高系统资源的使用率,同时避免过多资源竞争,避免堵塞。提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。2、Java 线程池Java通过Executors提供四种线程池,分别为:

(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。 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。 可能导致内存溢出,一般使用newFixedThreadPool代替

(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。

(3)newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。

(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。

(5) newSingleThreadScheduledExecutor

创建只有一条线程的线程池,他可以在指定延迟后执行线程任务

(6)newWorkStealingPool(这个是在jdk1.8出来的)会更加所需的并行层次来动态创建和关闭线程。它同样会试图减少任务队列的大小,所以比较适于高负载的环境。同样也比较适用于当执行的任务会创建更多任务,如递归任务。适合使用在很耗时的操作,但是newWorkStealingPool不是ThreadPoolExecutor的扩展,它是新的线程池类ForkJoinPool的扩展,但是都是在统一的一个Executors类中实现,由于能够合理的使用CPU进行对任务操作(并行操作),所以适合使用在很耗时的任务中

(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:代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制package com.zoo.lion.modules.test.thread;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPool {=

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(() -> 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:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制package com.zoo.lion.modules.test.thread;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPool {

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(() -> System.out.println(index));

}

}

}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()。可参考PreloadDataCache。

(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:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制 public static void main(String[] args) {

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);

scheduledThreadPool.schedule(() -> 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:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制 public static void main(String[] args) {

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);

scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(() -> 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。ScheduledExecutorService比Timer更安全,功能更强大。

(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:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制 public static void main(String[] args) {

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

for (int i = 0; i < 10; i++) {

final int index = i;

singleThreadExecutor.execute(() -> {

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。

(5)、newSingleThreadScheduledExecutor代码:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制package com.zoo.lion.modules.test.thread;

import java.util.Date;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class newSingleThreadScheduledExecutor {

private static long start = new Date().getTime();

private static final ScheduledExecutorService excutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();

public static void main(String[] args) {

Thread thread1 = new Thread(() -> {

long end = new Date().getTime();

System.out.println("time wait:" + (end - start) + ",this is 线程1");

}, "线程1");

Thread thread2 = new Thread(() -> {

long end = new Date().getTime();

System.out.println("time wait:" + (end - start) + ",this is 线程2");

}, "线程2");

Thread thread3 = new Thread(() -> {

long end = new Date().getTime();

System.out.println("time wait:" + (end - start) + ",this is 线程3");

}, "线程3");

excutor.scheduleWithFixedDelay(thread1, 0, 1, TimeUnit.SECONDS);

excutor.scheduleWithFixedDelay(thread2, 0, 2, TimeUnit.SECONDS);

excutor.scheduleWithFixedDelay(thread3, 0, 3, TimeUnit.SECONDS);

}

}线程池executor调用scheduleWithFixedDelay方法,同时放入三个不同调度的线程。从结果中可以看出每个线程按照自己的调度互不干扰的运行。此时修改线程2加一个阻塞再看看运行结果。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制Thread thread2 = new Thread(() -> {

long end = new Date().getTime();

try {

Thread.sleep(3000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();=

}

System.out.println("time wait:"+(end-start)+",this is 线程2");

},"线程2");从结果中可以看出,当线程2被阻塞时,其它的线程也被阻塞不能运行。所以使用Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()来创建线程池同时放入多个线程时,每个线程都会按照自己的调度来执行,但是当其中一个线程被阻塞时,其它的线程都会受到影响被阻塞,不过依然都会按照自身调度来执行,但是会存在阻塞延迟。

(6)、newWorkStealingPool newWorkStealingPool适合使用在很耗时的操作,但是newWorkStealingPool不是ThreadPoolExecutor的扩展,它是新的线程池类ForkJoinPool的扩展,但是都是在统一的一个Executors类中实现,由于能够合理的使用CPU进行对任务操作(并行操作),所以适合使用在很耗时的任务中,代码示例如下:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制package com.zoo.lion.modules.test.thread;

import org.junit.Test;

import java.util.concurrent.*;

public class WorkStealingPoolTest {

// 线程数

private static final int threads = 10;

// 用于计数线程是否执行完成

CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(threads);

@Test

public void test1() throws InterruptedException {

System.out.println("---- start ----");

ExecutorService executorService = Executors.newWorkStealingPool();

for (int i = 0; i < threads; i++) {

executorService.execute(() -> {

try {

System.out.println(Thread.currentThread().getName());

} catch (Exception e) {

System.out.println(e);

} finally {

countDownLatch.countDown();

}

});

}

countDownLatch.await();

System.out.println("---- end ----");

}

@Test

public void test2() throws InterruptedException {

System.out.println("---- start ----");

ExecutorService executorService = Executors.newWorkStealingPool();

for (int i = 0; i < threads; i++) {

// Callable 带返回值

executorService.submit(new Thread(() -> {

try {

System.out.println(Thread.currentThread().getName());

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

countDownLatch.countDown();

}

}));

}

countDownLatch.await();

System.out.println("---- end ----");

}

@Test

public void test3() throws ExecutionException, InterruptedException {

System.out.println("---- start ----");

ExecutorService executorService = Executors.newWorkStealingPool();

for (int i = 0; i < threads; i++) {

// Runnable 带返回值

FutureTask futureTask = new FutureTask<>(new Callable() {

/**

* call

* @return currentThreadName

*/

@Override

public String call() {

return Thread.currentThread().getName();

}

});

executorService.submit(new Thread(futureTask));

System.out.println(futureTask.get());

}

System.out.println("---- end ----");

}

}3、线程池的作用:线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。根据系统的环境情况,可以自动或手动设置线程数量,达到运行的最佳效果;少了浪费了系统资源,多了造成系统拥挤效率不高。用线程池控制线程数量,其他线程排 队等候。一个任务执行完毕,再从队列的中取最前面的任务开始执行。若队列中没有等待进程,线程池的这一资源处于等待。当一个新任务需要运行时,如果线程池 中有等待的工作线程,就可以开始运行了;否则进入等待队列。

4、为什么要用线程池:1.减少了创建和销毁线程的次数,每个工作线程都可以被重复利用,可执行多个任务。

2.可以根据系统的承受能力,调整线程池中工作线线程的数目,防止因为消耗过多的内存,而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存,线程开的越多,消耗的内存也就越大,最后死机)。

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:

简介

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。

要配置一个线程池是比较复杂的,尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下,很有可能配置的线程池不是较优的,因此在Executors类里面提供了一些静态工厂,生成一些常用的线程池。

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。

例如:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制public class MyThread extends Thread {

@Override

public void run() {

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。");

}

}

public class TestSingleThreadExecutor {

public static void main(String[] args) {

//创建一个可重用固定线程数的线程池

ExecutorService pool = Executors. newSingleThreadExecutor();

//创建实现了Runnable接口对象,Thread对象当然也实现了Runnable接口

Thread t1 = new MyThread();

Thread t2 = new MyThread();

Thread t3 = new MyThread();

Thread t4 = new MyThread();

Thread t5 = new MyThread();

//将线程放入池中进行执行

pool.execute(t1);

pool.execute(t2);

pool.execute(t3);

pool.execute(t4);

pool.execute(t5);

//关闭线程池

pool.shutdown();

}

}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。

例如:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制public class MyThread extends Thread {

@Override

public void run() {

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。");

}

}

public class TestFixedThreadPool {

publicstaticvoid main(String[] args) {

//创建一个可重用固定线程数的线程池

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);

//创建实现了Runnable接口对象,Thread对象当然也实现了Runnable接口

Thread t1 = new MyThread();

Thread t2 = new MyThread();

Thread t3 = new MyThread();

Thread t4 = new MyThread();

Thread t5 = new MyThread();

//将线程放入池中进行执行

pool.execute(t1);

pool.execute(t2);

pool.execute(t3);

pool.execute(t4);

pool.execute(t5);

//关闭线程池

pool.shutdown();

}

}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。

例如:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制public class MyThread extends Thread {

@Override

public void run() {

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。");

}

}

public class TestCachedThreadPool {

public static void main(String[] args) {

//创建一个可重用固定线程数的线程池

ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();

//创建实现了Runnable接口对象,Thread对象当然也实现了Runnable接口

Thread t1 = new MyThread();

Thread t2 = new MyThread();

Thread t3 = new MyThread();

Thread t4 = new MyThread();

Thread t5 = new MyThread();

//将线程放入池中进行执行

pool.execute(t1);

pool.execute(t2);

pool.execute(t3);

pool.execute(t4);

pool.execute(t5);

//关闭线程池

pool.shutdown();

}

}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。

例如:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制public class TestScheduledThreadPoolExecutor {

public static void main(String[] args) {

ScheduledThreadPoolExecutor exec = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);

exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段时间就触发异常

@Override

publicvoid run() {

//throw new RuntimeException();

System.out.println("================");

}

}, 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS);

exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段时间打印系统时间,证明两者是互不影响的

@Override

publicvoid run() {

System.out.println(System.nanoTime());

}

}, 1000, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);

}

}参考文献:《JAVA8 六种线程池介绍》