1、線程是不是越多越好？

在學(xué)習(xí)多線程之前，讀者可能會(huì)有疑問(wèn)？如果單線程跑得太慢，那么是否就能多創(chuàng)建多個(gè)線程來(lái)跑任務(wù)？并發(fā)的情況，線程是不是創(chuàng)建越多越好？這是一個(gè)很經(jīng)典的問(wèn)題，畫圖表示一下創(chuàng)建很多線程的情況，然后進(jìn)行情況分析。

• 創(chuàng)建線程和銷毀線程都是需要時(shí)間的，如果創(chuàng)建時(shí)間+銷毀時(shí)間>執(zhí)行任務(wù)時(shí)間就很不劃算
• 創(chuàng)建后的線程是需要內(nèi)存去存放的，創(chuàng)建的線程對(duì)應(yīng)一個(gè)Thread對(duì)象，對(duì)象是會(huì)占用JVM的堆內(nèi)存的，根據(jù)jvm規(guī)范，一個(gè)線程默認(rèn)最大棧大小為1M，這個(gè)?？臻g也是需要從系統(tǒng)內(nèi)存中分配的，所以線程越多，需要的內(nèi)存就越多
• 創(chuàng)建線程，操作系統(tǒng)是需要頻繁進(jìn)行線程上下文切換的，所以線程創(chuàng)建太多，是會(huì)影響性能的

上下文切換(context switch)：對(duì)于單核CPU來(lái)說(shuō)，在一個(gè)時(shí)刻只能運(yùn)行一個(gè)線程，對(duì)于并行來(lái)說(shuō)，單核cpu也是可以支持多線程執(zhí)行代碼的，CPU是通過(guò)給線程分配時(shí)間片來(lái)解決的，所謂時(shí)間片是CPU給每個(gè)線程分配的時(shí)間，時(shí)間片的時(shí)間是非常短的，所以執(zhí)行完成一個(gè)時(shí)間片后，進(jìn)行任務(wù)切換，切換之前先保存這個(gè)任務(wù)的狀態(tài)，以便于下次換回來(lái)的時(shí)候，可以加載這個(gè)任務(wù)的狀態(tài)，所以從保存任務(wù)狀態(tài)到再加載任務(wù)的過(guò)程稱為上下文切換，不僅在線程間可以上下文切換，進(jìn)程也同樣可以

2、如何正確使用多線程？

• 如果是計(jì)算型任務(wù)？

CPU數(shù)量的1~2倍即

• 可如果是IO密集型任務(wù)？

就需要多一些線程，要根據(jù)具體的io阻塞時(shí)長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行考量決定

3、Java線程池的工作原理

• 接收任務(wù)，放入線程池的任務(wù)倉(cāng)庫(kù)
• 工作線程從線程池的任務(wù)倉(cāng)庫(kù)取，執(zhí)行
• 沒(méi)有任務(wù)時(shí)，線程阻塞，有任務(wù)時(shí)喚醒線程

4、掌握J(rèn)UC線程池API

• Executor ： 接口類
• ExecutorService：加入關(guān)閉方法和對(duì)Runnable、Callable、Future的支持
  

• shutdown：已經(jīng)提交的會(huì)執(zhí)行完成
• shutdownNow：正在執(zhí)行的會(huì)執(zhí)行完成，未來(lái)執(zhí)行的返回
• awaitTermination：阻塞等待任務(wù)關(guān)閉完成
• submit類型的：都是提交任務(wù)的，支持Runnable和Callable
• invokeAll類型的：執(zhí)行集合中所有任務(wù)

ScheduleExecutorService ：加入對(duì)定時(shí)任務(wù)的支持

其中schedule(Runablle , long, Timeunit)和schedule(Callable<V> , long, TimeUnit)表示的是多久后執(zhí)行，而scheduleAtFixedRate方法和scheduleWithFixedDelay方法表示的都是周期性重復(fù)執(zhí)行的

再描述scheduleAtFixedRate方法和scheduleWithFixedDelay方法的區(qū)別：

scheduleAtFixedRate：以固定的時(shí)間頻率重復(fù)執(zhí)行任務(wù)，如每10s ，也就是兩個(gè)任務(wù)直接以固定的時(shí)間間隔執(zhí)行，不管任務(wù)執(zhí)行完成與否

scheduleWithFixedDelay：以固定的任務(wù)時(shí)延遲來(lái)重復(fù)執(zhí)行任務(wù)，這種任務(wù)不管任務(wù)執(zhí)行多久都執(zhí)行完成，然后隔預(yù)定的如3s，接著執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)之間的間隔都是一樣的

Executors：快速得到線程池的工具類，創(chuàng)建線程池的工廠類

• newFixedThreadPool(int nThreads)：創(chuàng)建一個(gè)固定大小、任務(wù)隊(duì)列 無(wú)界的線程池。線程池的核心線程數(shù)=最大線程池=nThreads
• newCachedThreadPool()：創(chuàng)建的是一個(gè)大小無(wú)界的緩沖線程池。它的任務(wù)隊(duì)列是一個(gè)同步隊(duì)列。如果隊(duì)列中有空閑的線程，則用空閑線程執(zhí)行，如果沒(méi)有就創(chuàng)建新線程執(zhí)行。池中線程空閑超過(guò)60s，就會(huì)被釋放。緩沖線程池使用于執(zhí)行耗時(shí)比較小的異步任務(wù)。線程池的核心線程數(shù)=0，最大線程池=Integer.MAX_VALUE
• newSingleThreadExecutor()：創(chuàng)建的是只有一個(gè)線程來(lái)執(zhí)行無(wú)界任務(wù)隊(duì)列的單一線程池。該線程池按順序執(zhí)行一個(gè)一個(gè)加入的任務(wù)，任何時(shí)刻都只有一個(gè)線程在執(zhí)行。單一線程池和newFixedThreadPool(1)的區(qū)別在于，單一線程池的池大小是不能再改變的
• newScheduleThreadPool(int corePoolSize)： 能定時(shí)執(zhí)行任務(wù)的線程池，該池的核心線程數(shù)由參數(shù)corePoolSize指定，最大線程數(shù)=Integer.MAX_VALUE
• newWorkStealingPool()：以當(dāng)前系統(tǒng)可用的處理器數(shù)作為并行級(jí)別創(chuàng)建的work-stealing thread pool(ForkJoinPool)
• newWorkStealingPool(int parallelism)：以指定的parallelism并行級(jí)別創(chuàng)建的work-stealing thread pool(ForkJoinPool)

ThreadPoolExecutor：線程池的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)

下面列舉出ThreadPoolExecutor的主要參數(shù)：

雖然Executors使用起來(lái)很方便，不過(guò)在阿里編程規(guī)范里是強(qiáng)調(diào)了慎用Executors創(chuàng)建線程池，下面摘錄自阿里編程規(guī)范手冊(cè)：

【強(qiáng)制】線程池不允許使用Executors去創(chuàng)建，而是通過(guò)ThreadPoolExecutor的方式，
這樣的處理方式讓寫的同學(xué)更加明確線程池的運(yùn)行規(guī)則，規(guī)避資源耗盡的風(fēng)險(xiǎn)。
說(shuō)明：Executors各個(gè)方法的弊端：
1）newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor:
  主要問(wèn)題是堆積的請(qǐng)求處理隊(duì)列可能會(huì)耗費(fèi)非常大的內(nèi)存，甚至OOM。
2）newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool:
  主要問(wèn)題是線程數(shù)最大數(shù)是Integer.MAX_VALUE，可能會(huì)創(chuàng)建數(shù)量非常多的線程，甚至OOM。

ThreadPoolExecutor的基本參數(shù)：

new ThreadPoolExecutor(
				2, // 核心線程數(shù) 
				5, // 最大線程數(shù)
                60L, // keepAliveTime,線程空閑超過(guò)這個(gè)數(shù)，就會(huì)被銷毀釋放
                TimeUnit.SECONDS, // keepAliveTime的時(shí)間單位
                new ArrayBlockingQueue(5)); // 傳入邊界為5的工作隊(duì)列

畫流程圖表示，線程池的核心參數(shù)是corePoolSize、maxPoolSize、workQueue（工作隊(duì)列）

線程池工作原理示意圖：任務(wù)可以一直放，直到線程池滿了的情況，才會(huì)拒絕，然后除了核心線程，其它的線程會(huì)被合理回收。所以正常情況下，線程池中的線程數(shù)量會(huì)處在 corePoolSize 與 maximumPoolSize 的閉區(qū)間內(nèi)

ThreadPoolExecutor基本實(shí)例：

ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(2, 5,
                60L, TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue(5));
 service.execute(() ->{
     System.out.println(String.format("thread name:%s",Thread.currentThread().getName()));
 });
  // 避免內(nèi)存泄露，記得關(guān)閉線程池
 service.shutdown();

ThreadPoolExecutor加上Callable、Future使用的例子：

public static void  main(String[] args) {
	ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(2, 5,
	                60L, TimeUnit.SECONDS,
	                new ArrayBlockingQueue(5));	
	Future<Integer> future = service.submit(new CallableTask());
	Thread.sleep(3000);
	System.out.println("future is done?" + future.isDone());
	if (future.isDone()) {
	    System.out.println("callableTask返回參數(shù):"+future.get());
	}
	service.shutdown();
}
static class CallableTask implements Callable<Integer>{
     @Override
     public Integer call() {
         return ThreadLocalRandom.current().ints(0, (99 + 1)).limit(1).findFirst().getAsInt();
     }
 }

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！