四种Java线程池用法解析-白红宇

四种Java线程池用法解析

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发布时间：2019-06-25

本文共 7182 字，大约阅读时间需要 23 分钟。

本文为大家分析四种Java线程池用法，供大家参考，具体内容如下

http://www.jb51.net/article/81843.htm

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

(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。

实例代码

一、固定大小的线程池，newFixedThreadPool：

                            
package
app.executors; 
import
java.util.concurrent.Executors; 
import
java.util.concurrent.ExecutorService; 
/** 
 
* Java线程：线程池 
 
* 
 
* @author xiho
 
*/
public
class
Test { 
  
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.newFixedThreadPool(
2
); 
    
// 创建线程 
    
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(); 
  
} 
} 
class
MyThread 
extends
Thread { 
  
@Override
  
public
void
run() { 
    
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + 
"正在执行。。。"
); 
  
} 
}
         
       

输出结果：

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

改变ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5)中的参数：ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2)，输出结果是：

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

从以上结果可以看出，newFixedThreadPool的参数指定了可以运行的线程的最大数目，超过这个数目的线程加进去以后，不会运行。其次，加入线程池的线程属于托管状态，线程的运行不受加入顺序的影响。

二、单任务线程池，newSingleThreadExecutor：

仅仅是把上述代码中的ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2)改为ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();

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。。。
         
       

可以看出，每次调用execute方法，其实最后都是调用了thread-1的run方法。

三、可变尺寸的线程池，newCachedThreadPool：

与上面的类似，只是改动下pool的创建方式：ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();

输出结果：

                            
pool-
1
-thread-
1
正在执行。。。 
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-
5
正在执行。。。
         
       

这种方式的特点是：可根据需要创建新线程的线程池，但是在以前构造的线程可用时将重用它们。

四、延迟连接池，newScheduledThreadPool：

                            
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：

                            
================
8384644549516
8386643829034
8388643830710
================
8390643851383
8392643879319
8400643939383
         
       