线程池
一. 线程池简介
1. 线程池的概念：
线程池就是首先创建一些线程，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。
2. 线程池的工作机制
在线程池的编程模式下，任务是提交给整个线程池，而不是直接提交给某个线程，线程池在拿到任务后，就在内部寻找是否有空闲的线程，如果有，则将任务交给某个空闲的线程。
一个线程同时只能执行一个任务，但可以同时向一个线程池提交多个任务。
3. 使用线程池的原因：
多线程运行时间，系统不断的启动和关闭新线程，成本非常高，会过渡消耗系统资源，以及过渡切换线程的危险，从而可能导致系统资源的崩溃。这时，线程池就是最好的选择了。
二. 5种常见的线程池详解
1. 线程池的返回值ExecutorService简介：
ExecutorService是Java提供的用于管理线程池的接口。该接口的两个作用：控制线程数量和重用线程
2. 具体的5种常用的线程池实现如下：（返回值都是ExecutorService）
①Executors.newCacheThreadPool()：
可缓存线程池，先查看池中有没有以前建立的线程，如果有，就直接使用。如果没有，就建一个新的线程加入池中，缓存型池子通常用于执行一些生存期很短的异步型任务
示例代码：
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) {
//创建一个可缓存线程池
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
//sleep可明显看到使用的是线程池里面以前的线程，没有创建新的线程
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
public void run() {
//打印正在执行的缓存线程信息
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被执行");
}
});
}
}
}
输出结果：
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
线程池为无限大，当执行当前任务时上一个任务已经完成，会复用执行上一个任务的线程，而不用每次新建线程
② Executors.newFixedThreadPool(int n)：
创建一个可重用固定个数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程。
示例代码：
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) {
//创建一个可重用固定个数的线程池
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
public void run() {
try {
//打印正在执行的缓存线程信息
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被执行");
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
}
}
输出结果：
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-2正在被执行
pool-1-thread-3正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-2正在被执行
pool-1-thread-3正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-2正在被执行
pool-1-thread-3正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
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()
③Executors.newScheduledThreadPool(int n)
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：
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) {
//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
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
//延迟1秒执行
scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("延迟1秒执行");
}
}, 1, TimeUnit.SECONDS);
}
}
输出结果：延迟1秒执行
定期执行示例代码：
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) {
//创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行——定期执行
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
//延迟1秒后每3秒执行一次
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("延迟1秒后每3秒执行一次");
}
}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
}
}
输出结果：
延迟1秒后每3秒执行一次
延迟1秒后每3秒执行一次
…
④ Executors.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：
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class TestThreadPoolExecutor {
public static void main(String[] args) {
//创建一个单线程化的线程池
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
public void run() {
try {
//结果依次输出，相当于顺序执行各个任务
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被执行,打印的值是:"+index);
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
}
}
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:0
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:1
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:2
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:3
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:4
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:5
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:6
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:7
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:8
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:9
⑤ Executors.newWorkStealingPool()：
jdk1.8新增的： 每个线程都有要处理的队列中的任务，如果其中的线程完成自己队列中的任务，
那么它可以去其他线程中获取其他线程的任务去执行
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 线程池
* 1.固定个数的线程池
* 2.缓存线程池，开始线程数0
* 如果需要线程，当前线程池没有，那么创建线程池
* 如果需要线程，线程池中有没有使用的线程，那么使用已经存在的线程
* 如果线程池中线程超过60秒(默认)没有使用，那么该线程停止
* 3.只有1个线程的线程池
* 保证线程执行的先后顺序
* 4.ScheduledPool
* 和DelayedQueue类似,定时执行
* 5.WorkStealingPool(任务窃取，都是守护线程)
* 每个线程都有要处理的队列中的任务，如果其中的线程完成自己队列中的任务，
* 那么它可以去其他线程中获取其他线程的任务去执行
*/
public class Demo {
/*
4
1000:ForkJoinPool-1-worker-1
1000:ForkJoinPool-1-worker-0
2000:ForkJoinPool-1-worker-2
3000:ForkJoinPool-1-worker-3
2000:ForkJoinPool-1-worker-1
public static ExecutorService newWorkStealingPool() {
return new ForkJoinPool
(Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
null, true);
}
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 根据cpu是几核来开启几个线程
ExecutorService service = Executors.newWorkStealingPool();
// 查看当前计算机是几核
System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
service.execute(new R(1000));
service.execute(new R(2000));
service.execute(new R(3000));
service.execute(new R(1000));
service.execute(new R(2000));
// WorkStealing是精灵线程(守护线程、后台线程)，主线程不阻塞，看不到输出。
// 虚拟机不停止，守护线程不停止
System.in.read();
}
static class R implements Runnable {
int time;
public R(int time) {
this.time = time;
}
@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(time);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(time + ":" + Thread.currentThread().getName());
}
}
}
原文链接：https://blog.csdn.net/mediocre117/article/details/73374876
三. 缓冲队列BlockingQueue和自定义线程池ThreadPoolExecutor
1.缓冲队列BlockingQueue简介：
BlockingQueue是双缓冲队列。BlockingQueue内部使用两条队列，允许两个线程同时向队列一个存储，一个取出操作。在保证并发安全的同时，提高了队列的存取效率。
2.常用的几种BlockingQueue：
- ArrayBlockingQueue（int i）:规定大小的BlockingQueue，其构造必须指定大小。其所含的对象是FIFO顺序排序的。
- LinkedBlockingQueue（）或者（int i）:大小不固定的BlockingQueue，若其构造时指定大小，生成的BlockingQueue有大小限制，不指定大小，其大小有Integer.MAX_VALUE来决定。其所含的对象是FIFO顺序排序的。
- PriorityBlockingQueue（）或者（int i）:类似于LinkedBlockingQueue，但是其所含对象的排序不是FIFO，而是依据对象的自然顺序或者构造函数的Comparator决定。
- SynchronizedQueue（）:特殊的BlockingQueue，对其的操作必须是放和取交替完成。
3.自定义线程池（ThreadPoolExecutor和BlockingQueue连用）：
自定义线程池，可以用ThreadPoolExecutor类创建，它有多个构造方法来创建线程池。
常见的构造函数：ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue)
示例代码：
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
class TempThread implements Runnable {
@Override
public void run() {
// 打印正在执行的缓存线程信息
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在被执行");
try {
// sleep一秒保证3个任务在分别在3个线程上执行
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public class TestThreadPoolExecutor {
public static void main(String[] args) {
// 创建数组型缓冲等待队列
BlockingQueue<Runnable> bq = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10);
// ThreadPoolExecutor:创建自定义线程池，池中保存的线程数为3，允许最大的线程数为6
ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 50, TimeUnit.MILLISECONDS, bq);
// 创建3个任务
Runnable t1 = new TempThread();
Runnable t2 = new TempThread();
Runnable t3 = new TempThread();
// Runnable t4 = new TempThread();
// Runnable t5 = new TempThread();
// Runnable t6 = new TempThread();
// 3个任务在分别在3个线程上执行
tpe.execute(t1);
tpe.execute(t2);
tpe.execute(t3);
// tpe.execute(t4);
// tpe.execute(t5);
// tpe.execute(t6);
// 关闭自定义线程池
tpe.shutdown();
}
}
输出结果：
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-2正在被执行
pool-1-thread-3正在被执行
完
