JAVA Executor框架创建线程池

为了更好的控制多线程,JDK提供理论一套线程框架Executor,帮助开发人员有效的进行线程控制。它们都在java.util.concurrent包中,是JDK并发包的核心。其中有一个比较重要的类:Executors,他扮演着线程工厂的角色,我们通过Executors可以创建特定功能的线程池。

一、JDK提供的四类线程池

Executors创建线程池的四种方式:

  ExecutorService pool1=Executors.newFixedThreadPool(10);

 ExecutorService pool2=Executors.newSingleThreadExecutor();

ExecutorService pool3=Executors.newCachedThreadPool(); 

  1. newFixedThreadPool()方法,该方法返回一个固定数量的线程池,该方法的线程数始终不变,当有一个任务提交时,若线程池中空闲,则立即执行,若没有,则会被暂缓在一个任务队列中等待有空闲的线程去执行。
  2. newSingleThreadExecutor()方法,创建一个线程的线程池,若空闲则执行,若没有空闲线程则暂缓在任务队列中。
  3. newCachedThreadPool()方法,返回一个可根据实际情况调整线程个数的线程池,不限制最大线程数量,若有空闲的线程则执行任务,若无任务则不创建线程。并且每一个空线程会在60秒后自动回收。
  4. newScheduledThreadPool()方法,该方法返回一个SchededExecutorService对象,但该线程池可以指定线程的数量。

 ExecutorService pool4=Executors.newScheduledThreadPool(5);

这四个线程池底层核心都是通过new ThreadPoolExecutor(..........)

 newScheduledThreadPool()实现定时器的功能

定时任务示例:

public class ScheduledJob {
    public static void main(String[] args) {
        Temp t=new Temp();
        ScheduledExecutorService scheduled=Executors.newScheduledThreadPool(1);
        //public ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command,
        //        long initialDelay,
        //        long delay,
        //        TimeUnit unit);command:线程任务,initialDelay:初始运行时间,delay:间隔运行时间,unit:时间单位
        ScheduledFuture<?> scheduledTask=scheduled.scheduleWithFixedDelay(t, 5, 3, TimeUnit.SECONDS);
    }
}
class Temp implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("gogogogo");
    }   
}

二、自定义线程池

若Executors工厂类无法满足我们的需求,可以自己去创建自定义的线程池,其实Executors工厂类里面的创建线程池方法其内部实现均是用ThreadPoolExecutor这个类,这个类可以自定义线程池。构造方法如下:

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

corePoolSize:当前核心线程

maximumPoolSize:最大线程数

keepAliveTime:每个线程保持活着的时间

unit:每个线程保持活着的时间的单位

workQueue:缓存队列,当线程达到上限,用来存放任务

handler:拒绝策略(拒绝执行任务/写日志等操作)

这个构造方法对于队列是什么类型的比较关键:

有界的任务队列时:若有新的任务需要执行,如果线程池实际线程数小于corePoolSize,则优先创建线程,若大于corePoolSize,则会将任务加入队列,若队列已满,则在总线程数不大于maximumPoolSize的前提下,创建新的线程,若线程数大于maximumPoolSize,则执行拒绝策略。或其他自定义方式。

无界的队列任务时: LinkedBlockingQueue。与有界队列相比,除非系统资源耗尽,否则无界的任务队列不存在任务入队失败的情况。当有新任务到来,系统的线程数小于corePoolSize时,则新建线程执行任务。当达到corePoolSize后,就不会继续增加。若后续仍有新的任务加入,而又没有空闲的线程资源,则任务直接进入队列等待。若任务创建和处理的速度差异很大,无界队列会保持快速增长,直到耗尽系统内存。

JDK拒绝策略:

AbortPolicy:直接抛出异常阻止系统正常工作

CallerRunsPolicy:只要线程池未关闭,该策略直接在调用者线程中,运行当前被丢弃的任务。

DiscardOldestPolicy:丢弃最老的一个请求,尝试再次提交当前任务。

DisCardPolicy:丢弃无法处理的任务,不给予任何处理。

如果需要自定义拒绝策略可以实现RejectedExecutlonHandler接口。

 有界的任务队列示例:

public class UseThreadPoolExecutor1 {
    
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 有界的任务队列时:若有新的任务需要执行,如果线程池实际线程数小于corePoolSize,
         * 则优先创建线程,若大于corePoolSize,则会将任务加入队列,
         * 若队列已满,则在总线程数不大于maximumPoolSize的前提下,
         * 创建新的线程,若线程数大于maximumPoolSize,则执行拒绝策略。或其他自定义方式。
         */
        ThreadPoolExecutor pool=new ThreadPoolExecutor(
                1,
                2,
                60,
                TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3));
        
        MyTask mt1=new MyTask(1, "任务1");
        MyTask mt2=new MyTask(2, "任务2");
        MyTask mt3=new MyTask(3, "任务3");
        MyTask mt4=new MyTask(4, "任务4");
        MyTask mt5=new MyTask(5, "任务5");
        MyTask mt6=new MyTask(6, "任务6");
        
        pool.execute(mt1);
        pool.execute(mt2);
        pool.execute(mt3);
        pool.execute(mt4);
        pool.execute(mt5);
//        pool.execute(mt6);
        
        pool.shutdown();
    }
}
class MyTask implements Runnable{
    
    private int id;
    private String name;

    
    public MyTask(int id, String name) {
        super();
        this.id = id;
        this.name = name;
    }


    public int getId() {
        return id;
    }


    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }


    public String getName() {
        return name;
    }


    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "MyTask [id=" + id + ", name=" + name + ", getId()=" + getId() + ", getName()=" + getName()
                + ", getClass()=" + getClass() + ", hashCode()=" + hashCode() + ", toString()=" + super.toString()
                + "]";
    }

    @Override
    public void run() {        
        try {
            System.out.println("taskid:"+this.id);
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

输出结果:

taskid:1
taskid:5
taskid:2
taskid:3
taskid:4

从上面输出结果的顺序可以看出先是初始创建线程执行任务,当达到corePoolSize值时将任务加入到有界队里,当队列达到上限是,则创建新的线程执行任务。

无界队列示例:

public class UseThreadPoolExecutor2 implements Runnable{

    private static AtomicInteger count=new AtomicInteger(0);
    @Override
    public void run() {
        try {
            int temp=count.incrementAndGet();
            System.out.println("任务"+temp);
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //无界队列
        LinkedBlockingQueue<Runnable> queue=new LinkedBlockingQueue<>();
        ExecutorService exService=new ThreadPoolExecutor(
                5,
                10,
                120L,
                TimeUnit.SECONDS,
                queue);
        for(int i=0;i<20;i++) {
            exService.execute(new UseThreadPoolExecutor2());
        }
        Thread.sleep(2000);
        System.out.println("queue size:"+queue.size());        
    }
}

 执行结果:

任务1
任务2
任务3
任务4
任务5
queue size:15
任务6
任务7
任务9
任务8
任务10
任务11
任务12
任务15
任务14
任务13
任务16
任务17
任务18
任务19
任务20

拒绝策略示例:

public class MyRejected implements RejectedExecutionHandler{

    @Override
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
        //执行log记录/发送请求通知客户端拒绝此任务等操作
        System.out.println("自定义处理。。。");
        System.out.println("当前被拒绝的任务:"+r.toString());
    }

}

一般在拒绝策略中根据自己程序场景需求来处理,最好采用记录日志等

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