Java 四種線程池的用法分析

介紹new Thread的弊端及Java四種線程池的使用,對Android同樣適用,本文是基礎篇。

Java 四種線程池的用法分析

1、new Thread的弊端

執行一個異步任務你還只是如下new Thread嗎?

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新建對象性能差。

b. 線程缺乏統一管理,可能無限制新建線程,相互之間競爭,及可能佔用過多系統資源導致死機或oom。

c. 缺乏更多功能,如定時執行、定期執行、線程中斷。

相比new Thread,Java提供的四種線程池的好處在於:

a. 重用存在的線程,減少對象創建、消亡的開銷,性能佳。

b. 可有效控制最大併發線程數,提高系統資源的使用率,同時避免過多資源競爭,避免堵塞。

c. 提供定時執行、定期執行、單線程、併發數控制等功能。

2、Java 線程池

Java通過Executors提供四種線程池,分別為:

newCachedThreadPool創建一個可緩存線程池,如果線程池長度超過處理需要,可靈活回收空閒線程,若無可回收,則新建線程。
newFixedThreadPool 創建一個定長線程池,可控制線程最大併發數,超出的線程會在隊列中等待。
newScheduledThreadPool 創建一個定長線程池,支持定時及週期性任務執行。
newSingleThreadExecutor 創建一個單線程化的線程池,它只會用唯一的工作線程來執行任務,保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。

(1)newCachedThreadPool:

創建一個可緩存線程池,如果線程池長度超過處理需要,可靈活回收空閒線程,若無可回收,則新建線程。示例代碼如下:

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);

}
});
}

線程池為無限大,當執行第二個任務時第一個任務已經完成,會複用執行第一個任務的線程,而不用每次新建線程。

(2)newFixedThreadPool:

創建一個定長線程池,可控制線程最大併發數,超出的線程會在隊列中等待。示例代碼如下:

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();
}
}
});
}

因為線程池大小為3,每個任務輸出index後sleep 2秒,所以每兩秒打印3個數字。

定長線程池的大小最好根據系統資源進行設置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可參考PreloadDataCache。

(3)newScheduledThreadPool:

創建一個定長線程池,支持定時及週期性任務執行。延遲執行示例代碼如下:

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

表示延遲3秒執行。

定期執行示例代碼如下:

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

表示延遲1秒後每3秒執行一次。

ScheduledExecutorService比Timer更安全,功能更強大

(4)newSingleThreadExecutor:

創建一個單線程化的線程池,它只會用唯一的工作線程來執行任務,保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。示例代碼如下:

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();
}
}
});
}

結果依次輸出,相當於順序執行各個任務。

現行大多數GUI程序都是單線程的。Android中單線程可用於數據庫操作,文件操作,應用批量安裝,應用批量刪除等不適合併發但可能IO阻塞性及影響UI線程響應的操作。

線程池的作用:

線程池作用就是限制系統中執行線程的數量。

根 據系統的環境情況,可以自動或手動設置線程數量,達到運行的最佳效果;少了浪費了系統資源,多了造成系統擁擠效率不高。用線程池控制線程數量,其他線程排 隊等候。一個任務執行完畢,再從隊列的中取最前面的任務開始執行。若隊列中沒有等待進程,線程池的這一資源處於等待。當一個新任務需要運行時,如果線程池 中有等待的工作線程,就可以開始運行了;否則進入等待隊列。

為什麼要用線程池:

1.減少了創建和銷燬線程的次數,每個工作線程都可以被重複利用,可執行多個任務。

2.可以根據系統的承受能力,調整線程池中工作線線程的數目,防止因為消耗過多的內存,而把服務器累趴下(每個線程需要大約1MB內存,線程開的越多,消耗的內存也就越大,最後死機)。

Java裡面線程池的頂級接口是Executor,但是嚴格意義上講Executor並不是一個線程池,而只是一個執行線程的工具。真正的線程池接口是ExecutorService。

比較重要的幾個類:

ExecutorService: 真正的線程池接口。

ScheduledExecutorService: 能和Timer/TimerTask類似,解決那些需要任務重複執行的問題。

ThreadPoolExecutor: ExecutorService的默認實現。

ScheduledThreadPoolExecutor: 繼承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口實現,週期性任務調度的類實現。

要配置一個線程池是比較複雜的,尤其是對於線程池的原理不是很清楚的情況下,很有可能配置的線程池不是較優的,因此在Executors類裡面提供了一些靜態工廠,生成一些常用的線程池。

1.newSingleThreadExecutor

創建一個單線程的線程池。這個線程池只有一個線程在工作,也就是相當於單線程串行執行所有任務。如果這個唯一的線程因為異常結束,那麼會有一個新的線程來替代它。此線程池保證所有任務的執行順序按照任務的提交順序執行。

2.newFixedThreadPool

創建固定大小的線程池。每次提交一個任務就創建一個線程,直到線程達到線程池的最大大小。線程池的大小一旦達到最大值就會保持不變,如果某個線程因為執行異常而結束,那麼線程池會補充一個新線程。

3.newCachedThreadPool

創建一個可緩存的線程池。如果線程池的大小超過了處理任務所需要的線程,

那麼就會回收部分空閒(60秒不執行任務)的線程,當任務數增加時,此線程池又可以智能的添加新線程來處理任務。此線程池不會對線程池大小做限制,線程池大小完全依賴於操作系統(或者說JVM)能夠創建的最大線程大小。

4.newScheduledThreadPool

創建一個大小無限的線程池。此線程池支持定時以及週期性執行任務的需求。

實例代碼

一、固定大小的線程池,newFixedThreadPool:

package app.executors; 
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
/**
* Java線程:線程池
*
* @author xiho
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 創建一個可重用固定線程數的線程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
// 創建線程
Thread t1 = new MyThread();
Thread t2 = new MyThread();
Thread t3 = new MyThread();
Thread t4 = new MyThread();
Thread t5 = new MyThread();
// 將線程放入池中進行執行
pool.execute(t1);
pool.execute(t2);
pool.execute(t3);
pool.execute(t4);
pool.execute(t5);
// 關閉線程池
pool.shutdown();
}
}
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在執行。。。");
}
}

輸出結果:

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-3正在執行。。。

pool-1-thread-4正在執行。。。

pool-1-thread-2正在執行。。。

pool-1-thread-5正在執行。。。

改變ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5)中的參數:ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2),輸出結果是:

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-2正在執行。。。

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-2正在執行。。。

從以上結果可以看出,newFixedThreadPool的參數指定了可以運行的線程的最大數目,超過這個數目的線程加進去以後,不會運行。其次,加入線程池的線程屬於託管狀態,線程的運行不受加入順序的影響。

二、單任務線程池,newSingleThreadExecutor:

僅僅是把上述代碼中的ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2)改為ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();

輸出結果:

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-1正在執行。。。

可以看出,每次調用execute方法,其實最後都是調用了thread-1的run方法。

三、可變尺寸的線程池,newCachedThreadPool:

與上面的類似,只是改動下pool的創建方式:ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();

輸出結果:

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-2正在執行。。。

pool-1-thread-4正在執行。。。

pool-1-thread-3正在執行。。。

pool-1-thread-5正在執行。。。

這種方式的特點是:可根據需要創建新線程的線程池,但是在以前構造的線程可用時將重用它們。

四、延遲連接池,newScheduledThreadPool:

public class TestScheduledThreadPoolExecutor {
public static void main(String[] args) {

ScheduledThreadPoolExecutor exec = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);
exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段時間就觸發異常
@Override
publicvoid run() {
//throw new RuntimeException();
System.out.println("================");
}
}, 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS);
exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段時間打印系統時間,證明兩者是互不影響的
@Override
publicvoid run() {
System.out.println(System.nanoTime());
}
}, 1000, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
}

輸出結果:

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

8384644549516

8386643829034

8388643830710

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

8390643851383

8392643879319

8400643939383

---------------------

原文:https://blog.csdn.net/u011974987/article/details/51027795 


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