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  • Java 四种线程池newCachedThreadPool,newFixedThreadPool,newScheduledThreadPool,newSingleThreadExecutor

    原文:http://www.cnblogs.com/zhujiabin/p/5404771.html

    介绍new Thread的弊端及Java四种线程池的使用,对Android同样适用。本文是基础篇,后面会分享下线程池一些高级功能。

    1、new Thread的弊端
    执行一个异步任务你还只是如下new Thread吗?

    new Thread(new Runnable() {
     
    @Override
    public void run() {
    // TODO Auto-generated method stub
    }
    }).start();

    那你就out太多了,new Thread的弊端如下:

    a. 每次new Thread新建对象性能差。
    b. 线程缺乏统一管理,可能无限制新建线程,相互之间竞争,及可能占用过多系统资源导致死机或oom。
    c. 缺乏更多功能,如定时执行、定期执行、线程中断。
    相比new Thread,Java提供的四种线程池的好处在于:
    a. 重用存在的线程,减少对象创建、消亡的开销,性能佳。
    b. 可有效控制最大并发线程数,提高系统资源的使用率,同时避免过多资源竞争,避免堵塞。
    c. 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

    2、Java 线程池

    Java通过Executors提供四种线程池,分别为:
    newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。
    newFixedThreadPool 创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待。
    newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。
    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。

    (1). newCachedThreadPool
    创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。示例代码如下:

    ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
    final int index = i;
    try {
    Thread.sleep(index * 1000);
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }
     
    cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
     
    @Override
    public void run() {
    System.out.println(index);
    }
    });
    }

    线程池为无限大,当执行第二个任务时第一个任务已经完成,会复用执行第一个任务的线程,而不用每次新建线程。

     (2). newFixedThreadPool
    创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待。示例代码如下:

    ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
    final int index = i;
    fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
     
    @Override
    public void run() {
    try {
    System.out.println(index);
    Thread.sleep(2000);
    } catch (InterruptedException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
    }
    }
    });
    }

    因为线程池大小为3,每个任务输出index后sleep 2秒,所以每两秒打印3个数字。

    定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可参考PreloadDataCache

    (3) newScheduledThreadPool
    创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。延迟执行示例代码如下:

    ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
     
    @Override
    public void run() {
    System.out.println("delay 3 seconds");
    }
    }, 3, TimeUnit.SECONDS);

    表示延迟3秒执行。

    定期执行示例代码如下:

    scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
     
    @Override
    public void run() {
    System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");
    }
    }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

    表示延迟1秒后每3秒执行一次。

    ScheduledExecutorService比Timer更安全,功能更强大,后面会有一篇单独进行对比。

    (4)、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。示例代码如下:

    ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
    final int index = i;
    singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
     
    @Override
    public void run() {
    try {
    System.out.println(index);
    Thread.sleep(2000);
    } catch (InterruptedException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
    }
    }
    });
    }

    结果依次输出,相当于顺序执行各个任务。

    现行大多数GUI程序都是单线程的。Android中单线程可用于数据库操作,文件操作,应用批量安装,应用批量删除等不适合并发但可能IO阻塞性及影响UI线程响应的操作。

    线程池的作用:

    线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。
         根 据系统的环境情况,可以自动或手动设置线程数量,达到运行的最佳效果;少了浪费了系统资源,多了造成系统拥挤效率不高。用线程池控制线程数量,其他线程排 队等候。一个任务执行完毕,再从队列的中取最前面的任务开始执行。若队列中没有等待进程,线程池的这一资源处于等待。当一个新任务需要运行时,如果线程池 中有等待的工作线程,就可以开始运行了;否则进入等待队列。

    为什么要用线程池:

    1.减少了创建和销毁线程的次数,每个工作线程都可以被重复利用,可执行多个任务。

    2.可以根据系统的承受能力,调整线程池中工作线线程的数目,防止因为消耗过多的内存,而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存,线程开的越多,消耗的内存也就越大,最后死机)。

    Java里面线程池的顶级接口是Executor,但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池,而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是ExecutorService。

    比较重要的几个类:

    ExecutorService

    真正的线程池接口。

    ScheduledExecutorService

    能和Timer/TimerTask类似,解决那些需要任务重复执行的问题。

    ThreadPoolExecutor

    ExecutorService的默认实现。

    ScheduledThreadPoolExecutor

    继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现,周期性任务调度的类实现。

    要配置一个线程池是比较复杂的,尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下,很有可能配置的线程池不是较优的,因此在Executors类里面提供了一些静态工厂,生成一些常用的线程池。

    1. newSingleThreadExecutor

    创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作,也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束,那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。

    2.newFixedThreadPool

    创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程,直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变,如果某个线程因为执行异常而结束,那么线程池会补充一个新线程。

    3. newCachedThreadPool

    创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程,

    那么就会回收部分空闲(60秒不执行任务)的线程,当任务数增加时,此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制,线程池大小完全依赖于操作系统(或者说JVM)能够创建的最大线程大小。

    4.newScheduledThreadPool

    创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

    实例

    1:newSingleThreadExecutor·

    MyThread.java

    public class MyThread extends Thread {
    
        @Override
    
        public void run() {
    
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。");
    
        }
    
    }

    TestSingleThreadExecutor.java

    public class TestSingleThreadExecutor {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            //创建一个可重用固定线程数的线程池
    
            ExecutorService pool = Executors. newSingleThreadExecutor();
    
            //创建实现了Runnable接口对象,Thread对象当然也实现了Runnable接口
    
            Thread t1 = new MyThread();
    
            Thread t2 = new MyThread();
    
            Thread t3 = new MyThread();
    
            Thread t4 = new MyThread();
    
            Thread t5 = new MyThread();
    
            //将线程放入池中进行执行
    
            pool.execute(t1);
    
            pool.execute(t2);
    
            pool.execute(t3);
    
            pool.execute(t4);
    
            pool.execute(t5);
    
            //关闭线程池
    
            pool.shutdown();
    
        }
    
    }

    输出结果

    pool-1-thread-1正在执行。。。
    
    pool-1-thread-1正在执行。。。
    
    pool-1-thread-1正在执行。。。
    
    pool-1-thread-1正在执行。。。
    
    pool-1-thread-1正在执行。。。

    2:newFixedThreadPool

    TestFixedThreadPool.Java

    publicclass TestFixedThreadPool {
    
        publicstaticvoid main(String[] args) {
    
            //创建一个可重用固定线程数的线程池
    
            ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
    
            //创建实现了Runnable接口对象,Thread对象当然也实现了Runnable接口
    
            Thread t1 = new MyThread();
    
            Thread t2 = new MyThread();
    
            Thread t3 = new MyThread();
    
            Thread t4 = new MyThread();
    
            Thread t5 = new MyThread();
    
            //将线程放入池中进行执行
    
            pool.execute(t1);
    
            pool.execute(t2);
    
            pool.execute(t3);
    
            pool.execute(t4);
    
            pool.execute(t5);
    
            //关闭线程池
    
            pool.shutdown();
    
        }
    
    }

    输出结果

    pool-1-thread-1正在执行。。。
    
    pool-1-thread-2正在执行。。。
    
    pool-1-thread-1正在执行。。。
    
    pool-1-thread-2正在执行。。。
    
    pool-1-thread-1正在执行。。。

    3:newCachedThreadPool

    TestCachedThreadPool.java

    public class TestCachedThreadPool {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            //创建一个可重用固定线程数的线程池
    
            ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
    
            //创建实现了Runnable接口对象,Thread对象当然也实现了Runnable接口
    
            Thread t1 = new MyThread();
    
            Thread t2 = new MyThread();
    
            Thread t3 = new MyThread();
    
            Thread t4 = new MyThread();
    
            Thread t5 = new MyThread();
    
            //将线程放入池中进行执行
    
            pool.execute(t1);
    
            pool.execute(t2);
    
            pool.execute(t3);
    
            pool.execute(t4);
    
            pool.execute(t5);
    
            //关闭线程池
    
            pool.shutdown();
    
        }
    
    }

    输出结果:

    pool-1-thread-2正在执行。。。
    
    pool-1-thread-4正在执行。。。
    
    pool-1-thread-3正在执行。。。
    
    pool-1-thread-1正在执行。。。
    
    pool-1-thread-5正在执行。。。

    4:newScheduledThreadPool

    TestScheduledThreadPoolExecutor.java

    public class TestScheduledThreadPoolExecutor {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            ScheduledThreadPoolExecutor exec = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);
    
            exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段时间就触发异常
    
                          @Override
    
                          publicvoid run() {
    
                               //throw new RuntimeException();
    
                               System.out.println("================");
    
                          }
    
                      }, 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS);
    
            exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段时间打印系统时间,证明两者是互不影响的
    
                          @Override
    
                          publicvoid run() {
    
                               System.out.println(System.nanoTime());
    
                          }
    
                      }, 1000, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);
    
        }
    
    }

    输出结果

    ================
    
    
    
    ================
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