【Java并发编程 十二】JUC并发包下线程池(下)

简介: 【Java并发编程 十二】JUC并发包下线程池(下)

执行示例

描述一下线程池工作的原理,同时对上面的参数有一个更深的了解。其工作原理流程图如下图片来源

可以简单的总结如下:

  1. 如果当前线程池中的线程数目小于corePoolSize,则每来一个任务,就会创建一个线程去执行这个任务;
  2. 如果当前线程池中的线程数目>=corePoolSize,则每来一个任务,会尝试将其添加到任务缓存队列当中,
    - 若当前任务数<workQueue容量,添加成功,则该任务会等待空闲线程将其取出去执行
    - 若当前任务数>workQueue容量,添加失败,则会尝试创建新的线程去执行这个任务
  3. 如果当前线程池中的线程数目没有达到maximumPoolSize,则会创建新线程执行任务,并且根据keepAlive设置的闲置时间会自动销毁
  4. 如果当前线程池中的线程数目和任务队列都满了,则会采取任务拒绝策略进行处理;

需要注意,如果允许为核心池中的线程设置存活时间,那么核心池中的线程空闲时间超过keepAliveTime,线程也会被终止。

预置线程池

Executors中为我们预置了几种线程池,而让我们不必考虑上述线程池的一些参数,可以理解为一些最佳实践,这里列举一下以及简单介绍下它们的作用,定长线程池(FixedThreadPool), 定时线程池(ScheduledThreadPool ),可缓存线程池(CachedThreadPool)单线程化线程池(SingleThreadExecutor)四种,接下来分别从源码和使用的角度介绍下。

定长线程池

创建方法有两个重载方法,定长线程池的特点是,只有核心线程,线程数量固定,执行完立即回收,任务队列为链表结构的有界队列

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

应用场景主要是控制线程最大并发数,使用示例如下:

package com.company;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args)   {
        //1. 创建定长线程池对象 & 设置线程池线程数量固定为2
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
        // 2. 创建好Runnable类线程对象 & 需执行的任务
        Runnable task1 = () -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行任务");
        Runnable task2 = () -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " TML发出指令");
        // 3. 向线程池提交任务
        threadPool.execute(task1);
        threadPool.execute(task2);
        // 4. 关闭线程池
        threadPool.shutdown();
    }
}

返回结果如下:

pool-1-thread-1 执行任务
pool-1-thread-2 TML发出指令

定时线程池(ScheduledThreadPool )

创建方法的源码如下,特点是核心线程数量固定,非核心线程数量无限,执行完闲置10ms后回收,任务队列为延时阻塞队列

private static final long DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS = 10L;
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
          DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
          new DelayedWorkQueue());
}
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory);
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {
    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
          DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
          new DelayedWorkQueue(), threadFactory);
}

应用场景主要是执行定时或周期性的任务,使用示例如下:

package com.company;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //1. 创建定长线程池对象 & 设置线程池线程数量固定为2
        ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(2);
        // 2. 创建好Runnable类线程对象 & 需执行的任务
        Runnable task1 = () -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行任务");
        Runnable task2 = () -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " TML发出指令");
        // 3. 向线程池提交任务
        threadPool.schedule(task1, 1, TimeUnit.SECONDS); // 延迟1s后执行任务
        threadPool.scheduleAtFixedRate(task2,10,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);// 延迟10ms后、每隔1000ms执行任务
        Thread.sleep(10000);
        // 4. 关闭线程池
        threadPool.shutdown();
    }
}

打印结果如下:

pool-1-thread-1 TML发出指令
pool-1-thread-2 执行任务
pool-1-thread-1 TML发出指令
pool-1-thread-1 TML发出指令
pool-1-thread-1 TML发出指令
pool-1-thread-1 TML发出指令
pool-1-thread-1 TML发出指令
pool-1-thread-1 TML发出指令
pool-1-thread-1 TML发出指令
pool-1-thread-1 TML发出指令
pool-1-thread-1 TML发出指令

可缓存线程池(CachedThreadPool)

创建方法的源码如下,特点是无核心线程,非核心线程数量无限,执行完闲置60s后回收,任务队列为不存储元素的阻塞队列

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

应用场景主要为执行大量、耗时少的任务,示例如下:

package com.company;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //1. 创建定长线程池对象 & 设置线程池线程数量固定为2
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        // 2. 创建好Runnable类线程对象 & 需执行的任务
        Runnable task1 = () -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行任务");
        Runnable task2 = () -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " TML发出指令");
        // 3. 向线程池提交任务
        threadPool.execute(task1); 
        threadPool.execute(task2);
        Thread.sleep(10000);
        // 4. 关闭线程池
        threadPool.shutdown();
    }
}

返回结果与定长线程池类似。

单线程化线程池(SingleThreadExecutor)

创建方法的源码如下,主要特点为只有1个核心线程,无非核心线程,执行完立即回收,任务队列为链表结构的有界队列

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

应用场景为不适合并发但可能引起IO阻塞性及影响UI线程响应的操作,如数据库操作、文件操作等,执行示例如下:

package com.company;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //1. 创建定长线程池对象 & 设置线程池线程数量固定为2
        ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();
        // 2. 创建好Runnable类线程对象 & 需执行的任务
        Runnable task1 = () -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行任务");
        Runnable task2 = () -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " TML发出指令");
        // 3. 向线程池提交任务
        threadPool.execute(task1); 
        threadPool.execute(task2);
        Thread.sleep(10000);
        // 4. 关闭线程池
        threadPool.shutdown();
    }
}

通过返回结果可以看出,只有一个线程发挥作用:

pool-1-thread-1 执行任务
pool-1-thread-1 TML发出指令

以上的这几种都是预置线程,其实更推荐大家使用自定义的方式依据业务场景传入合适的参数构造自己业务专属的线程池。

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