Java关于ExecutorService线程池的使用简介

转自:https://blog.csdn.net/xiao_hong_mao_sg/article/details/79578726,只做笔记

首先在用之前,我们心中应该有 线程池是什么,它是干什么的,为什么要用它。

 

 

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。

 

为什么要用线程池:

 

    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
    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)

      线程池的基本思想还是一种对象池的思想,开辟一块内存空间,里面存放了众多(未死亡)的线程,池中线程执行调度由池管理器来处理。当有线程任务时,从池中取一个,执行完成后线程对象归池,这样可以避免反复创建线程对象所带来的性能开销,节省了系统的资源。
  在Java5之前,要实现一个线程池是相当有难度的,现在Java5为我们做好了一切,我们只需要按照提供的API来使用,即可享受线程池带来的极大便利。
  Java5的线程池分好多种:固定尺寸的线程池、可变尺寸连接池。

 

 

 

      ExecutorService 扩展了Executor并添加了一些生命周期管理的方法。一个Executor的生命周期有三种状态

运行、关闭和终止。它其实才是正真的线程池管理者。

      Executor创建时处于运行状态。当调用ExecutorService.shutdown()后,处于关闭状态,isShutdown()方法返回true。这时,不应该再向Executor中添加任务,所有已添加的任务执行完毕后,Executor处于终止状态,isTerminated()返回true。如果Executor处于关闭状态,往Executor提交任务会抛出unchecked exception RejectedExecutionException

    Executors工厂类,它可以帮助我们很方便的创建各种类型ExecutorService线程池,Executors一共可以创建四类线程池:(查看代码)

           

一、简介  ExecutorService 使用方法

 

    execute(Runnable)  
    submit(Runnable)   主要介绍这两个方法的区别
    submit(Callable)  
    invokeAny()  
    invokeAll()  

 

 

submit(Runnable)

方法 submit(Runnable) 同样接收一个Runnable 的实现作为参数,但是会返回一个Future 对象。这个Future 对象可以用于判断 Runnable 是否结束执行。如下是一个ExecutorService 的 submit() 方法的例子:

 

    Future future = executorService.submit(new Runnable() {  
        public void run() {  
            System.out.println("Asynchronous task");  
        }  
    });  
    //如果任务结束执行则返回 null  
    System.out.println("future.get()=" + future.get());  

 

 

submit(Callable)

方法 submit(Callable) 和方法 submit(Runnable) 比较类似,但是区别则在于它们接收不同的参数类型。Callable 的实例与 Runnable 的实例很类似,但是 Callable 的 call() 方法可以返回一个结果。方法 Runnable.run() 则不能返回结果。

Callable 的返回值可以从方法 submit(Callable) 返回的 Future 对象中获取。如下是一个 ExecutorService Callable 的样例:

Java代码  收藏代码

    Future future = executorService.submit(new Callable(){  
        public Object call() throws Exception {  
            System.out.println("Asynchronous Callable");  
            return "Callable Result";  
        }  
    });  
       
    System.out.println("future.get() = " + future.get());  

 上述样例代码会输出如下结果:

Java代码  收藏代码

    Asynchronous Callable  
    future.get() = Callable Result

 

二、简介

 

 

1)线程池类为 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor,常用构造方法为:

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize,
long keepAliveTime, TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
RejectedExecutionHandler handler)

参数讲解:
corePoolSize: 线程池维护线程的最少数量
maximumPoolSize:线程池维护线程的最大数量
keepAliveTime: 线程池维护线程所允许的空闲时间
unit: 线程池维护线程所允许的空闲时间的单位
workQueue: 线程池所使用的缓冲队列
handler: 线程池对拒绝任务的处理策略
unit可选的参数为java.util.concurrent.TimeUnit中的几个静态属性:
NANOSECONDS、MICROSECONDS、MILLISECONDS、SECONDS。
workQueue我常用的是:java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue
handler有四个选择:
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
直接抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
重试添加当前的任务,他会自动重复调用execute()方法,交由调用者线程来执行此Runnable任务
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
抛弃旧的任务
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
抛弃当前的任务

2)一个任务通过 execute(Runnable)方法被添加到线程池,任务就是一个 Runnable类型的对象,任务的执行方法就是 Runnable类型对象的run()方法。

当一个任务通过execute(Runnable)方法欲添加到线程池时 :

如果此时线程池中的数量小于corePoolSize,即使线程池中的线程都处于空闲状态,也要创建新的线程来处理被添加的任务。
如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize,但是缓冲队列 workQueue未满,那么任务被放入缓冲队列。
如果此时线程池中的数量大于corePoolSize,缓冲队列workQueue满,并且线程池中的数量小于maximumPoolSize,建新的线程来处理被添加的任务。
如果此时线程池中的数量大于corePoolSize,缓冲队列workQueue满,并且线程池中的数量等于maximumPoolSize,那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。

也就是:处理任务的优先级为:
核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程maximumPoolSize,如果三者都满了,使用handler处理被拒绝的任务。先填满corepoolSize,然后在填满缓存队列,然后填满maximumplloSize,最后处理拒绝任务。


当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。这样,线程池可以动态的调整池中的线程数。

 

     下面主要介绍实现类ThreadPoolExecutor的简单使用

 

 

    public class ThreadPoolExecutorTest  
    {  
      
        private static int queueDeep = 4;  
      
        public void createThreadPool()  
        {  
            /*   
             * 创建线程池,最小线程数为2,最大线程数为4,线程池维护线程的空闲时间为3秒,   
             缓冲队列为4,线程执行时间是3秒。   
             */   
            ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(queueDeep),  
                    new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()); //这里采取的是抛弃旧的任务  
      
      
            // 向线程池中添加 10 个任务  
            for (int i = 0; i < 10; i++)  
            {  
                try  
                {  
                    Thread.sleep(1);  
                }  
                catch (InterruptedException e)  
                {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
                while (getQueueSize(tpe.getQueue()) >= queueDeep)  
                {  
                    System.out.println("队列已满,等3秒再添加任务");  
                    try  
                    {  
                        Thread.sleep(3000);  
                    }  
                    catch (InterruptedException e)  
                    {  
                        e.printStackTrace();  
                    }  
                }  
                TaskThreadPool ttp = new TaskThreadPool(i);  
                System.out.println("put i:" + i);  
                tpe.execute(ttp);  
            }  
      
            tpe.shutdown();  
        }  
      
        private synchronized int getQueueSize(Queue queue)  
        {  
            return queue.size();  
        }  
      
        public static void main(String[] args)  
        {  
            ThreadPoolExecutorTest test = new ThreadPoolExecutorTest();  
            test.createThreadPool();  
        }  
      
        class TaskThreadPool implements Runnable  
        {  
            private int index;  
      
            public TaskThreadPool(int index)  
            {  
                this.index = index;  
            }  
      
            public void run()  
            {  
                System.out.println(Thread.currentThread() + " index:" + index);  
                try  
                {  
                    Thread.sleep(3000);  
                }  
                catch (InterruptedException e)  
                {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
        }  
    }  
     

    这里执行的结果为:

    put i:0                      0加入进去池子
    Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:0     0开始执行
    put i:1                      1加入进去池子
    Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:1         1开始执行
    put i:2                      2加入缓冲
    put i:3                      3加入缓冲
    put i:4                      4加入缓冲
    put i:5                      5加入缓冲
    队列已满,等3秒再添加任务

    (上述代码首先一次性执行,会在这里停一会,因为添加线程不需要时间)
    Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:2    2开始执行
    Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:3    3开始执行
    put i:6                     6加入缓冲
    put i:7                     7加入缓冲
    队列已满,等3秒再添加任务

    (会停一会,因为任务执行要3秒时间,2,3,4,5会先执行2,3 ,因为2,3先进入缓冲队列)
    Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:4
    Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:5
    put i:8
    put i:9

    (停一会,任务执行要3秒,)
    Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:6
    Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:7

    (要停一会,任务执行要3秒)
    Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:8
    Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:9

     (执行完毕)

    ps:这里是当队列已满时线程就一直等待了,不会再新创建线程,所以一直就只有1和2两个线程来执行。

 

    ---> 如果把这行去掉 while (getQueueSize(tpe.getQueue()) >= queueDeep){}  

 put i:0

Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:0

put i:1

Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:1

put i:2

put i:3

put i:4

put i:5

put i:6

Thread[pool-1-thread-3,5,main] index:6

put i:7

Thread[pool-1-thread-4,5,main] index:7

put i:8

put i:9

Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:4

Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:5

Thread[pool-1-thread-3,5,main] index:8    

Thread[pool-1-thread-4,5,main] index:9

 

ps:这个执行顺序是0,1两个任务先进来,分别由线程1,2来执行,然后2,-5进来,队列满,6任务进来,因为队列已满,且1,2线程还未执行完,没有可用的线程,所以创建新的线程来运行6。7任务同理。然后8任务进来,队列已满,且1,2,3,4线程未执行完,线程数又等于了最多4个线程的限制,这时看线程池的执行策略为DiscardOldestPolicy,就是抛弃旧的任务,故开始进队列的2任务被抛弃,3任务同理,8,9任务进入队列,然后这时1-4线程已经执行完自己的任务,开始执行队列中的4,5,8,9

如果更改执行策略,那么相应的结果也会不一样,如果不希望有任务被抛弃,那么可以采用CallerRunsPolicy()策略
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作者:xhwang_DN  
来源:CSDN  
原文:https://blog.csdn.net/xiao_hong_mao_sg/article/details/79578726  
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