java線(xiàn)程池詳解及代碼介紹

更新時(shí)間：2021年08月20日 16:14:29 作者：haijiao12138

這篇文章主要介紹了java中線(xiàn)程池的示例，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

一.線(xiàn)程池簡(jiǎn)介

線(xiàn)程池的概念

線(xiàn)程池就是首先創(chuàng)建一些線(xiàn)程，它們的集合稱(chēng)為線(xiàn)程池，使用線(xiàn)程池可以很好的提高性能，線(xiàn)程池在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)既創(chuàng)建大量空閑的線(xiàn)程，程序?qū)⒁粋€(gè)任務(wù)傳給線(xiàn)程池。線(xiàn)程池就會(huì)啟動(dòng)一條線(xiàn)程來(lái)執(zhí)行這個(gè)任務(wù)，執(zhí)行結(jié)束后，該線(xiàn)程并不會(huì)死亡，而是再次返回線(xiàn)程池中成為空閑狀態(tài)，等待執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。

線(xiàn)程池的工作機(jī)制

在線(xiàn)程池的編程模式下，任務(wù)是提交給整個(gè)線(xiàn)程池，而不是直接提交給某個(gè)線(xiàn)程，線(xiàn)程池在拿到任務(wù)后，就在內(nèi)部尋找是否有空閑的線(xiàn)程，如果有，則將任務(wù)交給某個(gè)空閑的線(xiàn)程

一個(gè)線(xiàn)程同時(shí)只能執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，但可以同時(shí)向一個(gè)線(xiàn)程池提交多個(gè)任務(wù)

使用線(xiàn)程池的原因

多線(xiàn)程運(yùn)行時(shí)間，系統(tǒng)不斷的啟動(dòng)和關(guān)閉新線(xiàn)程，成本非常高，會(huì)過(guò)度消耗系統(tǒng)資源，以及過(guò)渡切換線(xiàn)程的危險(xiǎn)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)資源的崩潰，這時(shí)，線(xiàn)程池也就是最好的選擇了

二、四種常見(jiàn)的線(xiàn)程池詳解

線(xiàn)程池的返回值ExecutorService簡(jiǎn)介

ExecutorService是Java提供的用于管理線(xiàn)程池的類(lèi)。該類(lèi)的兩個(gè)作用：控制線(xiàn)程數(shù)量和重用線(xiàn)程

具體的4種常用的線(xiàn)程池實(shí)現(xiàn)

1-newCachedThreadPool：創(chuàng)建一個(gè)可緩存線(xiàn)程池，如果線(xiàn)程池長(zhǎng)度超過(guò)處理需要，可靈活回收空閑線(xiàn)程，若無(wú)可回收，則新建線(xiàn)程。

2-newFixedThreadPool：創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線(xiàn)程池，可控制線(xiàn)程最大并發(fā)數(shù)，超出的線(xiàn)程會(huì)在隊(duì)列中等待。

3-newScheduledThreadPool：創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線(xiàn)程池，支持定時(shí)及周期性任務(wù)執(zhí)行。

4-newSingleThreadExecutor：創(chuàng)建一個(gè)單線(xiàn)程化的線(xiàn)程池，它只會(huì)用唯一的工作線(xiàn)程來(lái)執(zhí)行任務(wù)，保證所有任務(wù)按照指定順序(FIFO, LIFO, 優(yōu)先級(jí))執(zhí)行；

1-Executors.newCacheThreadPool()

創(chuàng)建一個(gè)可緩存線(xiàn)程池，如果線(xiàn)程池長(zhǎng)度超過(guò)處理需要，可靈活回收空閑線(xiàn)程，若無(wú)可回收，則新建線(xiàn)程。

代碼如下：

/**
 * @author: haijiao12138
 * @ClassName: ThreadPoolExecutorDemo
 * @description: TODO   Executors.newCachedThreadPool() 創(chuàng)建一個(gè)可緩存線(xiàn)程池，如果線(xiàn)程池 長(zhǎng) 
    度超過(guò)處理處理需要,可靈活回收空閑線(xiàn)程  若無(wú)可回收 則創(chuàng)建新線(xiàn)程
 *  常見(jiàn)的4種線(xiàn)程池的使用；
 * @date: 2021/8/17 20:17
 */
public class ThreadPoolExecutorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
              Thread.sleep(1);
            }catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被執(zhí)行");
                }
            });
        }
    }
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

線(xiàn)程池為無(wú)限大，當(dāng)執(zhí)行第二個(gè)任務(wù)時(shí)第一個(gè)任務(wù)已經(jīng)完成，會(huì)復(fù)用執(zhí)行第一個(gè)任務(wù)的線(xiàn)程，而不用每次新建線(xiàn)程。(用休眠來(lái)實(shí)現(xiàn)第一個(gè)任務(wù)完成了)；

2-Executors.newFixedThreadPool(int n) //括號(hào)中存放線(xiàn)程的數(shù)量

創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線(xiàn)程池，可控制線(xiàn)程最大并發(fā)數(shù)，超出的線(xiàn)程會(huì)在隊(duì)列中等待。

public class ThreadPoolExecutorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //四種常見(jiàn)的線(xiàn)程池
       /*
        1-newCachedThreadPool(); 創(chuàng)建一個(gè)可緩存線(xiàn)程池   如果線(xiàn)程池長(zhǎng)度超過(guò)處理需要   可靈活回收空閑線(xiàn)程  若無(wú)可回收  則新建線(xiàn)程
        2-newFixedThreadPool();  創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線(xiàn)程池  可控制線(xiàn)程最大并發(fā)數(shù)  超出的線(xiàn)程 會(huì)在隊(duì)列中等得
        3-newScheduledThreadPool();
        4-newSingleThreadExecutor();
        */
       //第二種線(xiàn)程池
        //2-Executors.newFixedThreadPool(int n)
        //創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線(xiàn)程池，可控制線(xiàn)程最大并發(fā)數(shù)，超出的線(xiàn)程會(huì)在隊(duì)列中等待。
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);//線(xiàn)程池種擁有三個(gè)線(xiàn)程
        //創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線(xiàn)程池，可控制線(xiàn)程最大并發(fā)數(shù)，超出的線(xiàn)程會(huì)在隊(duì)列中等待
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在執(zhí)行！");
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    }
}

執(zhí)行代碼如下：

3-Executors.newScheduledThreadPool(int n)；//初始的時(shí)候線(xiàn)程的個(gè)數(shù)

延遲5秒執(zhí)行一次：

 ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("延遲5秒執(zhí)行："+Thread.currentThread().getName());
                }
            },5, TimeUnit.SECONDS);
        }

表示延遲1秒后每3秒執(zhí)行一次：

 public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        //延遲1秒執(zhí)行
        scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("延遲1秒后每3秒執(zhí)行一次:"+Thread.currentThread().getName());
            }
        }, 1,3 , TimeUnit.MICROSECONDS);
    }

運(yùn)行結(jié)果如下：

4-Executors.newSingleThreadExecutor()

創(chuàng)建一個(gè)單線(xiàn)程化的線(xiàn)程池，它只會(huì)用唯一的工作線(xiàn)程來(lái)執(zhí)行任務(wù)，保證所有任務(wù)按照指定順序(FIFO, LIFO, 優(yōu)先級(jí))執(zhí)行。

    public static void main(String[] args) {
        //第四種線(xiàn)程池：
        //Executors.newSingleThreadExecutor()
        //創(chuàng)建一個(gè)單線(xiàn)程化的線(xiàn)程池，它只會(huì)用唯一的工作線(xiàn)程來(lái)執(zhí)行任務(wù)，保證所有任務(wù)按照指定順序(FIFO, LIFO, 優(yōu)先級(jí))執(zhí)行。
        //創(chuàng)建一個(gè)單線(xiàn)程化的線(xiàn)程池
        ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int index = i;
            singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        //結(jié)果依次輸出，相當(dāng)于順序執(zhí)行各個(gè)任務(wù)
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被執(zhí)行,打印的值是:"+index);
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    }

結(jié)果如下：

三、緩沖隊(duì)列BlockingQueue和自定義線(xiàn)程池ThreadPoolExecutor

緩沖隊(duì)列BlockingQueue簡(jiǎn)介：
BlockingQueue是雙緩沖隊(duì)列。BlockingQueue內(nèi)部使用兩條隊(duì)列，允許兩個(gè)線(xiàn)程同時(shí)向隊(duì)列一個(gè)存儲(chǔ)，一個(gè)取出操作。在保證并發(fā)安全的同時(shí)，提高了隊(duì)列的存取效率。
常用的幾種BlockingQueue：
ArrayBlockingQueue（int i）:規(guī)定大小的BlockingQueue，其構(gòu)造必須指定大小。其所含的對(duì)象是FIFO順序排序的。
LinkedBlockingQueue（）或者（int i）:大小不固定的BlockingQueue，若其構(gòu)造時(shí)指定大小，生成的BlockingQueue有大小限制，不指定大小，其大小有Integer.MAX_VALUE來(lái)決定。其所含的對(duì)象是FIFO順序排序的。
PriorityBlockingQueue（）或者（int i）:類(lèi)似于LinkedBlockingQueue，但是其所含對(duì)象的排序不是FIFO，而是依據(jù)對(duì)象的自然順序或者構(gòu)造函數(shù)的Comparator決定。
SynchronizedQueue（）:特殊的BlockingQueue，對(duì)其的操作必須是放和取交替完成。
自定義線(xiàn)程池（ThreadPoolExecutor和BlockingQueue連用）

自定義線(xiàn)程池，可以用ThreadPoolExecutor類(lèi)創(chuàng)建，它有多個(gè)構(gòu)造方法來(lái)創(chuàng)建線(xiàn)程池。
常見(jiàn)的構(gòu)造函數(shù)：ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue)

示例代碼：

package com.haijiao12138.demo.leetcode.test0817.緩沖隊(duì)列;
/**
 * @author: haijiao12138
 * @ClassName: TempThread
 * @description: TODO
 * @date: 2021/8/18 22:24
 */
public class TempThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        // 打印正在執(zhí)行的緩存線(xiàn)程信息
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在被執(zhí)行");
        try {
            // sleep一秒保證3個(gè)任務(wù)在分別在3個(gè)線(xiàn)程上執(zhí)行
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

package com.haijiao12138.demo.leetcode.test0817.緩沖隊(duì)列;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * @author: haijiao12138
 * @ClassName: TestThreadPoolExecutor
 * @description: TODO
 * @date: 2021/8/18 22:28
 */
public class TestThreadPoolExecutor {
    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建數(shù)組型緩沖等待隊(duì)列
        BlockingQueue<Runnable> bq = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10);
        // ThreadPoolExecutor:創(chuàng)建自定義線(xiàn)程池，池ThreadPoolExecutor中保存的線(xiàn)程數(shù)為3，允許最大的線(xiàn)程數(shù)為6
        ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 50, TimeUnit.MILLISECONDS, bq);
        // 創(chuàng)建3個(gè)任務(wù)
        Runnable t1 = new TempThread();
        Runnable t2 = new TempThread();
        Runnable t3 = new TempThread();

        // 3個(gè)任務(wù)在分別在3個(gè)線(xiàn)程上執(zhí)行
        tpe.execute(t1);
        tpe.execute(t2);
        tpe.execute(t3);

        // 關(guān)閉自定義線(xiàn)程池
        tpe.shutdown();
    }
}