线程池

线程池和和字符串常量池, 数据库连接池一样, 都是为了提高程序的运行效率, 减少开销。
随着并发程度的提高, 当我们去频繁的创建和销毁线程, 此时程序的开销还是挺大的, 为了进一步提高效率, 就引入了线程池, 程序中所创建的线程都会加载到一个 “池子” 中, 当程序需要使用线程的时候, 可以直接从池里面获取, 用完了就将线程还给池, 这样在多线程的环境中就不用去重复的创建和销毁线程, 从而使程序的运行效率提高, 线程池是管理线程的方式之一.

为什么从线程池中“拿”线程比直接创建线程更加高效？

1.第一点，线程池可以解决线程生命周期的系统开销问题，同时还可以加快响应速度。因为线程池中的线程是可以复用的，我们只用少量的线程去执行大量的任务，这就大大减小了线程生命周期的开销。而且线程通常不是等接到任务后再临时创建，而是已经创建好时刻准备执行任务，这样就消除了线程创建所带来的延迟，提升了响应速度，增强了用户体验。
2.第二点，线程池可以统筹内存和 CPU 的使用，避免资源使用不当。线程池会根据配置和任务数量灵活地控制线程数量，不够的时候就创建，太多的时候就回收，避免线程过多导致内存溢出，或线程太少导致 CPU 资源浪费，达到了一个完美的平衡。
3.第三点，线程池可以统一管理资源。比如线程池可以统一管理任务队列和线程，可以统一开始或结束任务，比单个线程逐一处理任务要更方便、更易于管理，同时也有利于数据统计，比如我们可以很方便地统计出已经执行过的任务的数量。

Java标准库提供的线程池

Java中提供了线程池相关的标准类ThreadPoolExecutor, 也被称作多线程执行器, 该类中的线程包括两类, 一类是核心线程, 另一类是非核心线程, 当核心线程都被占用还不能满足程序任务执行的需求时, 就会启用非核心线程, 直到任务量少了, 随之非核心线程也就会销毁.

jdk8中提供了4个构造方法, 这里主要介绍和理解参数最多的那一个构造方法, 其他构造方法只是基于这里的减少了参数而已.

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

corePoolSize表示核心线程数
maximumPoolSize表示最大线程数，就是核心线程数与非核心线程数之和
keepAliveTime非核心线程最长等待新任务的时间, 超过此时间, 该线程就会被销毁
unit上面参数的时间单位.
workQueue线程池的任务队列(阻塞队列), 通过submit方法将任务注册到该队列中
threadFactory线程工厂, 线程创建的方案.
handler拒绝策略, 描述了当线程池任务队列满了, 如果继续添加任务会以什么样的方式处理.

使用 Executors.newFixedThreadPool(10) 能创建出固定包含 10 个线程的线程池.
返回值类型为 ExecutorService
通过 ExecutorService.submit 可以注册一个任务到线程池中.

在这里插入图片描述

下面的是其他的几个构造方法:

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)

使用线程池时, 往往使用的是ExecutorServerce,ExecutorServerce是ThreadPoolExecutor所实现的一个接口, 其中最重要的一个方法是submit方法, 这个方法能够将任务交给线程池去执行.

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
//线程池
//一般认为,纯用户态的操作,效率要比经过内核态处理的操作,要效果更高~~
//线程池里面有什么?
//1.先能够描述任务(直接用Runnable) 2.需要组织任务(直接用BlockingQueue) 3.能够描述工作线程  4.还需要组织这些线程 5.需要实现往线程池里添加任务
public class Demo {
      
      
    public static void main(String[] args) {
      
      
        //创建一个固定线程数目的线程池,参数指定了线程个数
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);
        //创建一个自动扩容的线程池,会根据任务量来自动进行扩容
        //Executors.newCachedThreadPool();
        //创建一个只有一个线程的线程池
        //Executors.newSingleThreadExecutor();
        //创建一个带有定时器使用的线程池,类似于 Timer
        //Executors.newScheduledThreadPool();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
      
      
            pool.submit(new Runnable() {
      
      
                @Override
                public void run() {
      
      
                    System.out.println("Hello threadpool");
                }
            });
        }
    }
}

Executors 创建线程池的几种方式

newFixedThreadPool: 创建固定线程数的线程池
newCachedThreadPool: 创建线程数目动态增长的线程池.
newSingleThreadExecutor: 创建只包含单个线程的线程池.
newScheduledThreadPool: 设定延迟时间后执行命令，或者定期执行命令. 是进阶版的 Timer.
线程池的实现
任务, 可以直接使用`Runnable`实现.
组织任务的数据结构, 使用阻塞队列`BlockingQueue`即可.
若干个工作线程, 工作线程要通过一个循环不断的从阻塞队列中获取任务.
注册任务的方法`submit,` 将任务添加到阻塞队列当中.

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

class MyThreadPool {
      
      
    //使用阻塞队列来保存任务
    private BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<>();

    //这里创建出若干个工作线程,n表示线程的数量
    public MyThreadPool(int n) {
      
      
        for (int i = 0; i < n; i++) {
      
      
            Thread t = new Thread(() -> {
      
      
                while (!Thread.interrupted()) {
      
      
                    try {
      
      
                        Runnable runnable = queue.take();
                        runnable.run();
                    } catch (InterruptedException e) {
      
      
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }
            });
            t.start();
        }
    }

    //注册任务给线程池
    public void submit(Runnable runnable) {
      
      
        try {
      
      
            queue.put(runnable);
        } catch (InterruptedException e) {
      
      
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

JavaEE多线程-线程池

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线程池

Java标准库提供的线程池

线程池的实现

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