Java基础--线程池的应用

最近项目中用到了线程池这方面的技术，简单的总结一下吧!

      合理利用线程池能够带来三个好处。第一：降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。第二：提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。第三：提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。但是要做到合理的利用线程池，必须对其原理了如指掌。

线程池的分析

流程分析：线程池的主要工作流程如下图：

从上图我们可以看出，当提交一个新任务到线程池时，线程池的处理流程如下：

1. 首先线程池判断基本线程池是否已满？没满，创建一个工作线程来执行任务。满了，则进入下个流程。
2. 其次线程池判断工作队列是否已满？没满，则将新提交的任务存储在工作队列里。满了，则进入下个流程。
3. 最后线程池判断整个线程池是否已满？没满，则创建一个新的工作线程来执行任务，满了，则交给饱和策略来处理这个任务。

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：

Java代码  

1. package test;  
2. import java.util.concurrent.ExecutorService;  
3. import java.util.concurrent.Executors;  
4. public class ThreadPoolExecutorTest {  
5.  public static void main(String[] args) {  
6.   ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();  
7.   for (int i = 0; i < 10; i++) {  
8.    final int index = i;  
9.    try {  
10.     Thread.sleep(index * 1000);  
11.    } catch (InterruptedException e) {  
12.     e.printStackTrace();  
13.    }  
14.    cachedThreadPool.execute(new Runnable() {  
15.     public void run() {  
16.      System.out.println(index);  
17.     }  
18.    });  
19.   }  
20.  }  
21. }  

 

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：

Java代码  

1. package test;  
2. import java.util.concurrent.ExecutorService;  
3. import java.util.concurrent.Executors;  
4. public class ThreadPoolExecutorTest {  
5.  public static void main(String[] args) {  
6.   ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);  
7.   for (int i = 0; i < 10; i++) {  
8.    final int index = i;  
9.    fixedThreadPool.execute(new Runnable() {  
10.     public void run() {  
11.      try {  
12.       System.out.println(index);  
13.       Thread.sleep(2000);  
14.      } catch (InterruptedException e) {  
15.       e.printStackTrace();  
16.      }  
17.     }  
18.    });  
19.   }  
20.  }  
21. }  

 
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()

 

(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：

Java代码  

1. package test;  
2. import java.util.concurrent.Executors;  
3. import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;  
4. import java.util.concurrent.TimeUnit;  
5. public class ThreadPoolExecutorTest {  
6.  public static void main(String[] args) {  
7.   ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);  
8.   scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {  
9.    public void run() {  
10.     System.out.println("delay 3 seconds");  
11.    }  
12.   }, 3, TimeUnit.SECONDS);  
13.  }  
14. }  

 
表示延迟3秒执行。

定期执行示例代码如下：

Java代码  

1. package test;  
2. import java.util.concurrent.Executors;  
3. import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;  
4. import java.util.concurrent.TimeUnit;  
5. public class ThreadPoolExecutorTest {  
6.  public static void main(String[] args) {  
7.   ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);  
8.   scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {  
9.    public void run() {  
10.     System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");  
11.    }  
12.   }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);  
13.  }  
14. }  

 
表示延迟1秒后每3秒执行一次。

 

(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：

Java代码  

1. package test;  
2. import java.util.concurrent.ExecutorService;  
3. import java.util.concurrent.Executors;  
4. public class ThreadPoolExecutorTest {  
5.  public static void main(String[] args) {  
6.   ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();  
7.   for (int i = 0; i < 10; i++) {  
8.    final int index = i;  
9.    singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {  
10.     public void run() {  
11.      try {  
12.       System.out.println(index);  
13.       Thread.sleep(2000);  
14.      } catch (InterruptedException e) {  
15.       e.printStackTrace();  
16.      }  
17.     }  
18.    });  
19.   }  
20.  }  
21. }