浅析java中的四种线程池

 

1.使用线程池的好处

　　

2.JUC中几种常用的线程池

　　java.util.concurrent包下的Executors工厂类，提供了一系列的线程池的创建方法，其构造方法如下：

    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,　　　　　　   　　　　 //线程池线程核心数量，线程池维护线程的最少数量
                              int maximumPoolSize,           　　　　//线程池最大线程数量
                              long keepAliveTime,　　　　　　　　　　　//空闲线程存活时间
                              TimeUnit unit,　　　　　　　　　　　　　　//存活时间的时间单位
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,　　//存储任务的线程队列
                              ThreadFactory threadFactory,　　　　　　//线程工厂
                              RejectedExecutionHandler handler) {   //拒绝策略
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

其中常用的线程池有四种，分别是fixedThreadPool、cachedThreadPool、ScheduledThreadPool和SingleThreadExecutor。他们分别适用在不同的场合。

2.1  newFixedThreadPool

特点：

• • 用于创建一个可重用、固定线程数量的线程池；
  • 当线程池中线程都处于运行中时，新来的线程会进入等待状态，直到线程池中出现一个空闲线程；
  • 当一个线程在任务中途退出、终止时，会有一个新的线程来替代它继续完成后面未完成的任务。
  • 除非采用显式关闭的方法去关闭某个线程，否则线程会一直存在，不会释放资源。
  • 任务存储在无界阻塞队列中
  • 适用场景:长期任务

构造方法：

    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }

实例代码：　　

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import org.junit.Test;

public class ExecutorsTest extends Thread{
    private int index;
    public ExecutorsTest(int i) 
    {
        this.index = i;
    }
    
    public void run() 
    {
        try 
        {
            System.out.println("[Thread"+this.index+"]" +"start..");
            Thread.sleep((int)(Math.random()*10000));
            System.out.println("[Thread"+this.index+"]" + "end");
        }catch(Exception e) 
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
            
        
    public static void main(String args[]) 
    {
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(4);
        
        for(int i=0;i<10;i++) 
        {
            service.execute(new ExecutorsTest(i));
        }
        service.shutdown();    
        
    }
}

因为线程池中线程数量一共有4个，所以当一次有大于4个的任务需要执行时，因为线程池中无空闲线程，后续任务进入等待状态，当其他任务执行完毕后，线程空闲，则马上开始执行正在等待的任务。

2.1  newCachedThreadPool

特点：

• 线程池数量上限为：Integer.MaxValue（2147483647）；
• 线程池默认空闲60S，超过60S会从线程池中移除；
• 新来任务时，先检查是否有空闲线程可使用，若无，则创建一个新线程执行任务；
• 任务存储在同步队列中。
• 适用场景：短时异步任务。

构造函数：

    public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

示例代码：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

import org.junit.Test;

public class ExecutorsTest extends Thread{
    private int index;
    public ExecutorsTest(int i) 
    {
        this.index = i;
    }
    
    public void run() 
    {
        try 
        {
            System.out.println("[Thread"+this.index+"]" +"start..");
            Thread.sleep((int)(Math.random()*1000));
            System.out.println("[Thread"+this.index+"]" + "end");
        }catch(Exception e) 
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
            
        
    
    public static void main(String args[]) 
    {
        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
        
        for(int i=0;i<10;i++) 
        {
            service.execute(new ExecutorsTest(i));
        }
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        
        for(int i=0;i<5;i++) 
        {
            service.execute(new ExecutorsTest(i));
        }
        
        service.shutdown();    
        
    }

 创建10个工作线程用于处理任务，当线程执行完毕后，处于空闲状态，此时若出现新的任务，则会从线程池中用空闲的线程来处理新的任务。若没有空闲线程，则开启新线程处理。

2.3  newSingleThreadExecutor

特点：

• 创建一个单个Worker的线程；
• 线程会按照顺序依次执行；
• 任务存储在无界阻塞队列中
• 适用场景：需要按照顺序执行的任务。

构造方法：

    public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    }

 实例代码：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

import org.junit.Test;

public class ExecutorsTest extends Thread{
    private int index;
    public ExecutorsTest(int i) 
    {
        this.index = i;
    }
    
    public void run() 
    {
        try 
        {
            System.out.println("[Thread"+this.index+"]" +"start..");
            Thread.sleep((int)(Math.random()*1000));
            System.out.println("[Thread"+this.index+"]" + "end");
        }catch(Exception e) 
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
            
    public static void main(String args[]) 
    {
        ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();
        
        for(int i=0;i<10;i++) 
        {
            service.execute(new ExecutorsTest(i));
        }
        service.shutdown();    
        
    }

}

 出现多个任务时，SingleThreadExecutor会按照顺序依次执行各个任务。

2.4 newScheduledThreadPool

 特点：

• 任务存储在无界延迟队列中
• 适用场景：需要定期执行或延迟执行的任务

构造方法：

    public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
        return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
    }

    public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
              new DelayedWorkQueue());
    }

实例代码一（scheduleAtFixedRate的使用）：

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ExecutorsTest2 extends Thread{
    private int index;
    public ExecutorsTest2() 
    {
    }
    
    public void run() 
    {
        try 
        {
            System.out.println("[Current Time is "+new Date().toString());
            
        }catch(Exception e) 
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
                
    public static void main(String args[]) 
    {
        /*
         * 执行定时任务newScheduledThreadPool
         */
        ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(10);
        
        //5秒后开始执行，每隔一秒执行一次
        service.scheduleAtFixedRate(new ExecutorsTest2(), 5, 1, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

scheduleAtFixedRate方法，一共四个参数，分别是：需要执行的任务task、延迟执行时间t1、每次执行任务的时间间隔t2、时间间隔单位。
含义是：在t1时间过后，以 1次/t2 的频率来不断执行 task。
上述代码中，在5秒延迟后，以 1次/1秒的频率执行 打印当前时间的任务。

实例代码二（scheduleWithFixedDelay的使用）：

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ExecutorsTest3 extends Thread{
    private int index;
    public ExecutorsTest3() 
    {
    }
    
    public void run() 
    {
        try 
        {
            //每次任务大约耗时1秒
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("[Current Time is "+new Date().toString());
            
        }catch(Exception e) 
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
                
    public static void main(String args[]) 
    {
        /*
         * 执行定时任务newScheduledThreadPool
         */
        ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(10);
        
        //5秒后开始执行，每次任务执行完后延迟3秒后，继续执行下一次
        service.scheduleWithFixedDelay(new ExecutorsTest3(), 5, 3, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

scheduleWithFixedDelay也是四个参数，分别是：待执行的任务Task，延迟时间t1，每次任务执行完毕后延迟t2秒后执行下次任务，延迟时间单位。