Java中的线程池和作用，有必要了解一下

在Java开发中，多线程执行任务是很常见的，Java也提供了线程类Thread来让我们方便创建一个线程如下代码所示

           new Thread(){
                @Override
                public void run() {
                    .....

                }
            }.start();

• 这样创建新的线程有几个缺点

  • 每次要开启新的线程都需要创建一个，性能差
  • 线程随意创建，缺乏统一的管理
  • 不能做到线程的中断

• 处理上面的这些问题，我们就需要使用线程池来管理线程。

Java SE5d的java.util.concurrent包 提供了Executor(执行器)来管理线程对象。Executor是一个接口，而ExecutorService继承了Excutor接口，ExecutorService是一个具有生命周期的Executor，它知道如何构建恰当的上下文来执行Runnable对象。而ExecutorService对象是使用Executors的静态方法得到Java中的线程池

//Executor接口实现

public interface Executor {

    /**
     * Executes the given command at some time in the future.  The command
     * may execute in a new thread, in a pooled thread, or in the calling
     * thread, at the discretion of the {@code Executor} implementation.
     *
     * @param command the runnable task
     * @throws RejectedExecutionException if this task cannot be
     * accepted for execution
     * @throws NullPointerException if command is null
     */
    void execute(Runnable command);
}

• Java 的四种线程池

  -Java中为我们提供了四种线程池，他们分别是FixedThreadPool、CachedThreadPool、ScheduledThreadPool、SingleThreadExector

  • FixedThreadPool

    • 创建方式为使用Executors的newFixedThreadPool()方法来创建，这种线程池的线程数量是固定的，可以看到他的静态方法需要传入线程的数量，在空闲状态下不会被系统回收，除非它被关闭了。当它的所有线程都在执行任务的时候，新加入的线程就会出来等待状态，等到有线程空闲，新任务才会被执行,如果新任务加入时线程池中有空闲的线程，则意味着它可以快速响应处理任务。

    • public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
      return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                   0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                   new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
      }
      
      
      /*
      * 获取使用方法
      */
      Runnable r=new Runnable(){
      @Override
      run(){
       .....  
       }
      }
      
      ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
      executor.execute(r)；
      

  • CachedThreadPool

    • 创建方式为使用Executors的newCachedThreadPool()方法来创建，由其静态方法可以看出，他的线程数是Integer.MAX_VALUE，可以说他的线程数是无限大，也就是说只要有任务，线程就会立即执行，但是它的每一个线程在空闲状态下是有超时机制的，这个时间为60秒，只要线程空闲时间超过60秒该线程就会被回收，如果所有的线程都处于由空闲状态并且超过了60秒，则相当于线程池中没有任何，线程，也就是说这时的线程池是不占用任何资源的，所以这个线程池比较适合执行大量的耗时较少的任务

       public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
       return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                     60L, TimeUnit.SECONDS,
                                     new SynchronousQueue<Runnable>());
        }
    
        /*
        * 获取使用方法
        */
        
        Runnable r=new Runnable(){
        @Override
          run(){
         .....  
          }
        }
        
        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
        executor.execute(r)；
    

  • ScheduledThreadPool

    • 创建方式为使用Executors的newCachedThreadPool()方法来创建，这种线程池的核心线程数是固定的，而非核心线程数据是没有限制的，并且当非核心线程空闲的的时候该线程就会被立即回收，所以我们可以使用他来操作定时任务和重复的任务（和Task TimeTask 有些像）

    • public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
      return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
      }
      
      public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
      super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
            DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
            new DelayedWorkQueue());
      }
      
      /*
       * 获取使用方法
       */
      Runnable r=new Runnable(){
        @Override
         run(){
           .....  
          }
       }
      
       ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(2);
       // 1000ms 后执行任务
       executor.schedule(r,1000,TimeUnit.MICROSECONDS)；
      
       // 延迟1000ms 每隔1000ms 重复执行 任务
       executor.scheduleAtFixedRate(r,1000,1000,TimeUnit.MICROSECONDS)；
       
      

  • SingleThreadExector

    • 创建方式为使用Executors的newCachedThreadPool()方法来创建，这种线程只有唯一一个核心线程，并且保证所有执行的的任务都在这一个线程中执行，并且是顺序执行，也就不用在考虑线程同步的问题了。

    • public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
      return new FinalizableDelegatedExecutorService
          (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
       }
       
        /*
         * 获取使用方法
         */
       ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
       executor.execute(r)；
       
       
       Runnable r=new Runnable(){
        @Override
         run(){
        .....  
        }
       }
      
       ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
       executor.execute(r)；
      
      

• 通过上面对Java四种线程池的介绍,我们可以发现最终都是新建ThreadPoolExecutor对象，也就是说ThreadPoolExecutor才是线程池的核心实现。

  • ThreadPoolExecutor 比较常用的一个构造方法

     public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                            int maximumPoolSize,
                            long keepAliveTime,
                            TimeUnit unit,
                            BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                            ThreadFactory threadFactory) {
      this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
           threadFactory, defaultHandler);
     }
    
    //参数含义
    corePoolSize：默认情况下核心线程数会一直存在，不管是否处于闲置状态，
    但是如果线程池设置了核心线程数，也就是ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut这个boolean
    为true，如果核心线程数为零，则allowCoreThreadTimeOut的值为true，超时时间为keepAliveTime的值,
    也就是CachedThreadPool线程池的所有线程都能够回收的原因，他的核心线程数为零,也就是没有核心线程
    
    maximumPoolSize：最大线程数
    
    keepAliveTime：非核心线程超时时长，如果allowCoreThreadTimeOut的值为true，
    则该超时时长也会作用于空闲状态的核心线程
    
    unit：超时时长的时间单位 TimeUnit.MILLISECONDS/SECONDS/MINUTES(毫秒/秒/分钟)
    
    workQueue：线程任务队列，存放线程任务
    
    threadFactory：线程池线程生产工厂，为线程池创建新线程
    
    //我们看到构造放中还有一个defaultHandler参数，他其实是RejectedExecutionHandler对象
    defaultHandler：当线程队列满了，或者线程任务无法执行则用该参数抛出通知RejectedExecutionException，这里构造方法暂时没用到
    

  • 在Android中我们可以写自己的线程管理类接，下面就来实现一个自己的线程池管理类来管理我们的线程

    /**
     * Created by 毛麒添 on 2018/8/1 0010.
     * 线程管理类，线程池为单例
     */
    
    public class ThreadManager {
    
    private static ThreadPool mThreadPool;
    
    public static ThreadPool getmThreadPool(){
      if (mThreadPool==null){
          synchronized (ThreadManager.class){
              if(mThreadPool==null){
                  //线程安全
                  mThreadPool=new ThreadPool(5,10,1L);
              }
          }
        }
       return mThreadPool;
    }
    
    
    //线程池
    public static class ThreadPool{
    
      private int corePoolSize;//核心线程数 5
      private int maximumPoolSize;//最大线程数 10
      private long keepAliveTime;//线程休眠时间 1秒
    
      private ThreadPoolExecutor executor;
    
      private ThreadPool(  int corePoolSize, int maximumPoolSize,long keepAliveTime){
            this.corePoolSize=corePoolSize;
            this.maximumPoolSize=maximumPoolSize;
            this.keepAliveTime=keepAliveTime;
      }
    
    
      public void execute(Runnable runnable){
          /**
           * int corePoolSize, 核心线程数
           * int maximumPoolSize, 最大线程数
           * long keepAliveTime, 线程休眠时间
           * TimeUnit unit, 时间单位
           * BlockingQueue<Runnable> workQueue, 线程队列
           * ThreadFactory threadFactory, 生成线程的工厂
           */
          if(executor==null){
              executor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize,maximumPoolSize,keepAliveTime,
                      TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
                      Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
          }
          //核心线程也有超时机制
          executor.allowCoreThreadTimeOut(true);
          executor.execute(runnable);
      }
      //取消任务，从任务队列中将其移除
      public void cancelTask(Runnable runnable){
          if(runnable!=null){
              executor.getQueue().remove(runnable);
           }
    
         }
      }
    
    }
    
    
    //使用
    ThreadManager.getmThreadPool().execute(new Runnable() {
              @Override
              public void run() {
                  //执行任务
              }
          });
    
    

好了，这就是我所了解的线程池知识，如果有错，请给我留言指出，大家一起学习进步。

• 参考资料:

  • 《Android开发艺术探索》
  • 《Java编程思想》(第四版)
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