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  • Java关于ExecutorService线程池的使用简介

    转自:https://blog.csdn.net/xiao_hong_mao_sg/article/details/79578726,只做笔记

    首先在用之前,我们心中应该有 线程池是什么,它是干什么的,为什么要用它。

     

     

    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:

     

        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
        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)

          线程池的基本思想还是一种对象池的思想,开辟一块内存空间,里面存放了众多(未死亡)的线程,池中线程执行调度由池管理器来处理。当有线程任务时,从池中取一个,执行完成后线程对象归池,这样可以避免反复创建线程对象所带来的性能开销,节省了系统的资源。
      在Java5之前,要实现一个线程池是相当有难度的,现在Java5为我们做好了一切,我们只需要按照提供的API来使用,即可享受线程池带来的极大便利。
      Java5的线程池分好多种:固定尺寸的线程池、可变尺寸连接池。

     

     

     

          ExecutorService 扩展了Executor并添加了一些生命周期管理的方法。一个Executor的生命周期有三种状态

    运行、关闭和终止。它其实才是正真的线程池管理者。

          Executor创建时处于运行状态。当调用ExecutorService.shutdown()后,处于关闭状态,isShutdown()方法返回true。这时,不应该再向Executor中添加任务,所有已添加的任务执行完毕后,Executor处于终止状态,isTerminated()返回true。如果Executor处于关闭状态,往Executor提交任务会抛出unchecked exception RejectedExecutionException

        Executors工厂类,它可以帮助我们很方便的创建各种类型ExecutorService线程池,Executors一共可以创建四类线程池:(查看代码)

               

    一、简介  ExecutorService 使用方法

     

        execute(Runnable)  
        submit(Runnable)   主要介绍这两个方法的区别
        submit(Callable)  
        invokeAny()  
        invokeAll()  

     

     

    submit(Runnable)

    方法 submit(Runnable) 同样接收一个Runnable 的实现作为参数,但是会返回一个Future 对象。这个Future 对象可以用于判断 Runnable 是否结束执行。如下是一个ExecutorService 的 submit() 方法的例子:

     

        Future future = executorService.submit(new Runnable() {  
            public void run() {  
                System.out.println("Asynchronous task");  
            }  
        });  
        //如果任务结束执行则返回 null  
        System.out.println("future.get()=" + future.get());  

     

     

    submit(Callable)

    方法 submit(Callable) 和方法 submit(Runnable) 比较类似,但是区别则在于它们接收不同的参数类型。Callable 的实例与 Runnable 的实例很类似,但是 Callable 的 call() 方法可以返回一个结果。方法 Runnable.run() 则不能返回结果。

    Callable 的返回值可以从方法 submit(Callable) 返回的 Future 对象中获取。如下是一个 ExecutorService Callable 的样例:

    Java代码  收藏代码

        Future future = executorService.submit(new Callable(){  
            public Object call() throws Exception {  
                System.out.println("Asynchronous Callable");  
                return "Callable Result";  
            }  
        });  
           
        System.out.println("future.get() = " + future.get());  

     上述样例代码会输出如下结果:

    Java代码  收藏代码

        Asynchronous Callable  
        future.get() = Callable Result

     

    二、简介

     

     

    1)线程池类为 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor,常用构造方法为:

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

    参数讲解:
    corePoolSize: 线程池维护线程的最少数量
    maximumPoolSize:线程池维护线程的最大数量
    keepAliveTime: 线程池维护线程所允许的空闲时间
    unit: 线程池维护线程所允许的空闲时间的单位
    workQueue: 线程池所使用的缓冲队列
    handler: 线程池对拒绝任务的处理策略
    unit可选的参数为java.util.concurrent.TimeUnit中的几个静态属性:
    NANOSECONDS、MICROSECONDS、MILLISECONDS、SECONDS。
    workQueue我常用的是:java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue
    handler有四个选择:
    ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
    直接抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常
    ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
    重试添加当前的任务,他会自动重复调用execute()方法,交由调用者线程来执行此Runnable任务
    ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
    抛弃旧的任务
    ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
    抛弃当前的任务

    2)一个任务通过 execute(Runnable)方法被添加到线程池,任务就是一个 Runnable类型的对象,任务的执行方法就是 Runnable类型对象的run()方法。

    当一个任务通过execute(Runnable)方法欲添加到线程池时 :

    如果此时线程池中的数量小于corePoolSize,即使线程池中的线程都处于空闲状态,也要创建新的线程来处理被添加的任务。
    如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize,但是缓冲队列 workQueue未满,那么任务被放入缓冲队列。
    如果此时线程池中的数量大于corePoolSize,缓冲队列workQueue满,并且线程池中的数量小于maximumPoolSize,建新的线程来处理被添加的任务。
    如果此时线程池中的数量大于corePoolSize,缓冲队列workQueue满,并且线程池中的数量等于maximumPoolSize,那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。

    也就是:处理任务的优先级为:
    核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程maximumPoolSize,如果三者都满了,使用handler处理被拒绝的任务。先填满corepoolSize,然后在填满缓存队列,然后填满maximumplloSize,最后处理拒绝任务。


    当线程池中的线程数量大于 corePoolSize时,如果某线程空闲时间超过keepAliveTime,线程将被终止。这样,线程池可以动态的调整池中的线程数。

     

         下面主要介绍实现类ThreadPoolExecutor的简单使用

     

     

        public class ThreadPoolExecutorTest  
        {  
          
            private static int queueDeep = 4;  
          
            public void createThreadPool()  
            {  
                /*   
                 * 创建线程池,最小线程数为2,最大线程数为4,线程池维护线程的空闲时间为3秒,   
                 缓冲队列为4,线程执行时间是3秒。   
                 */   
                ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(queueDeep),  
                        new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()); //这里采取的是抛弃旧的任务  
          
          
                // 向线程池中添加 10 个任务  
                for (int i = 0; i < 10; i++)  
                {  
                    try  
                    {  
                        Thread.sleep(1);  
                    }  
                    catch (InterruptedException e)  
                    {  
                        e.printStackTrace();  
                    }  
                    while (getQueueSize(tpe.getQueue()) >= queueDeep)  
                    {  
                        System.out.println("队列已满,等3秒再添加任务");  
                        try  
                        {  
                            Thread.sleep(3000);  
                        }  
                        catch (InterruptedException e)  
                        {  
                            e.printStackTrace();  
                        }  
                    }  
                    TaskThreadPool ttp = new TaskThreadPool(i);  
                    System.out.println("put i:" + i);  
                    tpe.execute(ttp);  
                }  
          
                tpe.shutdown();  
            }  
          
            private synchronized int getQueueSize(Queue queue)  
            {  
                return queue.size();  
            }  
          
            public static void main(String[] args)  
            {  
                ThreadPoolExecutorTest test = new ThreadPoolExecutorTest();  
                test.createThreadPool();  
            }  
          
            class TaskThreadPool implements Runnable  
            {  
                private int index;  
          
                public TaskThreadPool(int index)  
                {  
                    this.index = index;  
                }  
          
                public void run()  
                {  
                    System.out.println(Thread.currentThread() + " index:" + index);  
                    try  
                    {  
                        Thread.sleep(3000);  
                    }  
                    catch (InterruptedException e)  
                    {  
                        e.printStackTrace();  
                    }  
                }  
            }  
        }  
         

        这里执行的结果为:

        put i:0                      0加入进去池子
        Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:0     0开始执行
        put i:1                      1加入进去池子
        Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:1         1开始执行
        put i:2                      2加入缓冲
        put i:3                      3加入缓冲
        put i:4                      4加入缓冲
        put i:5                      5加入缓冲
        队列已满,等3秒再添加任务

        (上述代码首先一次性执行,会在这里停一会,因为添加线程不需要时间)
        Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:2    2开始执行
        Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:3    3开始执行
        put i:6                     6加入缓冲
        put i:7                     7加入缓冲
        队列已满,等3秒再添加任务

        (会停一会,因为任务执行要3秒时间,2,3,4,5会先执行2,3 ,因为2,3先进入缓冲队列)
        Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:4
        Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:5
        put i:8
        put i:9

        (停一会,任务执行要3秒,)
        Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:6
        Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:7

        (要停一会,任务执行要3秒)
        Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:8
        Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:9

         (执行完毕)

        ps:这里是当队列已满时线程就一直等待了,不会再新创建线程,所以一直就只有1和2两个线程来执行。

     

        ---> 如果把这行去掉 while (getQueueSize(tpe.getQueue()) >= queueDeep){}  

     put i:0

    Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:0

    put i:1

    Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:1

    put i:2

    put i:3

    put i:4

    put i:5

    put i:6

    Thread[pool-1-thread-3,5,main] index:6

    put i:7

    Thread[pool-1-thread-4,5,main] index:7

    put i:8

    put i:9

    Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:4

    Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:5

    Thread[pool-1-thread-3,5,main] index:8    

    Thread[pool-1-thread-4,5,main] index:9

     

    ps:这个执行顺序是0,1两个任务先进来,分别由线程1,2来执行,然后2,-5进来,队列满,6任务进来,因为队列已满,且1,2线程还未执行完,没有可用的线程,所以创建新的线程来运行6。7任务同理。然后8任务进来,队列已满,且1,2,3,4线程未执行完,线程数又等于了最多4个线程的限制,这时看线程池的执行策略为DiscardOldestPolicy,就是抛弃旧的任务,故开始进队列的2任务被抛弃,3任务同理,8,9任务进入队列,然后这时1-4线程已经执行完自己的任务,开始执行队列中的4,5,8,9

    如果更改执行策略,那么相应的结果也会不一样,如果不希望有任务被抛弃,那么可以采用CallerRunsPolicy()策略
    ---------------------  
    作者:xhwang_DN  
    来源:CSDN  
    原文:https://blog.csdn.net/xiao_hong_mao_sg/article/details/79578726  
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