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JDK中线程池的使用

JDK 使用 中线
2023-06-13 09:13:08 时间

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前言

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一、池的概念

在引入线程池之前,创建线程有三种方式: 继承Thread类,实现Runnable接口,实现Callable接口

最终启动线程都是通过Thread类的start方法,调用Thread类的构造方法产生Thread对象后,线程的状态处于 new 状态。

所谓的new状态,就是操作系统要准备重新开启一个线程

调用start方法后,线程的状态变为 runnable状态

启动线程之后,JVM调用线程的run方法来执行线程任务,当run方法执行结束之后,线程的状态变为 Terminated状态

虽然创建和销毁线程开销比较小(和进程相比),但当系统中线程数量比较多时,这个开销就比较可观了。

“池”:目的就是让某些对象被多次重复利用,减少频繁创建和销毁对象带来的开销问题(这些对象一定是可以复用的)

举个栗子:

数据库连接池,创建和销毁数据库的连接就是一个比较耗时的操作,每当一个连接调用close方法终止后,表示当前用户不再使用此连接,就回收连接到连接池中而不是直接销毁(同一个连接可以被多个用户使用多次,减少了每次创建连接和销毁连接的系统开销)

同样的,不同线程只是run方法的内容不同,线程的大致流程都是一样的,因此为了避免重复创建和销毁线程带来的开销,可以让线程“复用”起来。

二、线程池是什么

内部创建好了若干个线程,这些线程都是runnable,只需要从系统中曲中任务(run),就可以立即开始执行。

举个栗子:

一个餐厅要营业,假如固定员工线程池中的线程,当固定员工不够了,就需要临时产生新员工。假如餐厅十点开门,若此时没有固定员工,那么每次点餐都要去临时招聘临时工,就需要等待线程创建,当点餐结束,还需要解雇临时工。 如果有固定员工的话,就不用等待了,直接立即服务。

线程池最大的好处就是减少每次启动和销毁线程的损耗(提高时间和空间利用率)。

三、JDK中线程池的使用

描述线程池的核心类,最常用的一个子类- ThreadPoolExecutor,这个类的构造方法就是创建一个线程池的所有核心参数

3.1 线程池的核心父接口 ExecutorService接口

主要方法如下:

1.提交一个任务(线程的run或者call方法)到线程池,线程池就会派遣空闲的线程执行任务。

2.立即尝试终止所有线程池中的线程(无论是否空闲)

3.停止所有处在空闲状态的线程,其他正在执行任务的线程,等待任务执行结束再停止。

3.2 Executors =》 线程池的工具类

使用这个类就可以创建JDK内置的四大线程池

Java中类的命名规律 凡是类s =》 工具类 Arrays(数组工具类,copyOf,sort等等)

Executors 创建线程池的几种方式:

  • newFixedThreadPool: 创建固定线程数的线程池
  • newCachedThreadPool: 创建线程数目动态增长的线程池.
  • newSingleThreadExecutor: 创建只包含单个线程的线程池.
  • newScheduledThreadPool: 设定 延迟时间后执行命令,或者定期执行命令. 是进阶版的 Timer.

Executors 本质上是 ThreadPoolExecutor 类的封装.

完整代码:(测试)

public class ThreadPoolTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 固定大小线程池
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);
        // 数量动态变化的缓存池
        ExecutorService pool1 = Executors.newCachedThreadPool();
        // 只包含一个线程的单线程池
        ExecutorService pool2 = Executors.newSingleThreadExecutor();
        // 定期线程池,可以设置任务的延时启动时间(Timer类的线程池实现)
        // 定时器线程池
        ScheduledExecutorService pool3 = Executors.newScheduledThreadPool(10);
        pool.submit(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "hello~" + i);
                }
            }
        });
        pool3.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "3s后执行此任务");
            }
        },3, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

3.3 ThreadPoolExector子类的核心构造方法参数

参数如下(六个):

  • corePoolSize ,核心池的线程数量 - 正式员工数
  • maximumPoolSize,线程池的最大线程数量 - 正式工+临时工
  • keepAliveTime,临时线程空闲以unit为单位空闲keepAliveTime后销毁
  • unit,存活时间参数的时间单位
  • workQueue,阻塞队列,任务都在队列中存储,线程从队列中取出要执行的任务
  • handler,拒绝策略,当任务数量超出线程的负荷时,实行的策略

拒绝策略又如下:

  • AbortPolicy:超出负荷的任务直接拒绝,抛出异常
  • CallerRunsPolicy:返回给线程池的调用者处理
  • DiscardOldestPolicy:丢弃队列中最老的任务(排队时间最长的任务)
  • DisCardPolicy:丢弃新来的任务

四、线程池的工作流程:

如图所示:

拓展

阿里编码规约:尽量不要使用内置线程池,最好根据实际的业务需求,定制线程池自己的new ThreadPoolExecutor对象,传递相应的参数!