1. new Thread的弊端
- 每次都使用new Thread()性能很差。
- 线程缺乏统一管理。如线程数的管理。
2. 线程池
一种线程使用模式。线程池维护着多个线程,等待着监督管理者分配可并发执行的任务。这避免了在处理短时间任务时创建与销毁线程的代价。通常,线程池的线程数量取CPU+2。
3. 线程池的优势
- 重用存在的线程,省去线程的创建销毁过程,性能佳。
- 有效控制最大并发线程数。提高了使用率并避免了竞争。
- 定时执行,定期执行,单线程,并发控制等功能。
4. Executors
Java通过Executors类提供四种线程池。创建方法为静态方式创建。
4.1. ExecutorService
继承了Executor类,在其基础上进行具体的扩展。
4.2. ThreadPoolExecutor
ThreadPoolExecutor是ExecutorService类的子树上的类,是ExecutorService类提供的四个主要线程池方法的实现类,其完整构造器包括以下参数:
- corePoolSize:池中所保存的线程数,包括空闲线程。
- maximumPoolSize:池中允许的最大线程数。
- keepAliveTime:当线程数大于核心时,此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。
- unit:keepAliveTime 参数的时间单位。
- workQueue:执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由 execute方法提交的 Runnable任务。
- threadFactory:执行程序创建新线程时使用的工厂。
- handler:由于超出线程范围和队列容量而使执行被阻塞时所使用的处理程序。
(继承关系Executor-ExecutorService-AbstractExecutorService-ThreadPoolExecutor)
而接下来介绍的几种方法,其实即是预定义的ThreadPoolExecutor。
4.3. CachedThreadPool
创建一个可缓存线程池,线程池长度超过处理需要时,可灵活回收空闲线程,若无可回收线程则新建线程。
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);
}
});
}
其实现代码如下:
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
可见,该方法中所有线程均由SynchronousQueue管理,且不设置线程数量上限。对于SynchronousQueue,每个插入线程必须等待另一线程的对应移除操作。(即该队列没有容量,仅试图取得元素时元素才存在)因而,该方法实现了,如果有线程空闲,则使用空闲线程进行操作,否则就会创建新线程。
4.4. FixedThreadPool
创建一个定长线程池,可以控制最大并发数,超出的线程会在队列中等待。
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();
}
}
});
}
其实现代码如下:
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
threadFactory);
}
可见该方法让keepAliveTime为0,即限制了线程数必须小于等于corePoolSize。而多出的线程则会被无界队列所存储,在其中排队。
4.5. ScheduledThreadPool
创建一个定长线程池,相对于FixedThreadPool,它支持周期性执行和延期执行。
延期3秒执行
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("delay 3 seconds");
}
}, 3, TimeUnit.SECONDS);
每三秒隔一秒执行
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");
}
}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
和FixedThreadPool的最大不同是,它采用一个DelayedWorkQueue去控制线程,该队列仅有到期时才能取出元素。
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
4.6. SingleThreadExecuter
创建一个单线程线程池,只会用唯一的工作线程执行任务,保证所有任务按FIFO,LIFO的优先级执行。
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();
}
}
});
}
在实现上,其相当于一个线程数为1的FixedThreadPool
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}