线程与线程池干货分享

2018-05-28 本文已影响0人 wethereornot

1.线程开的太多会影响效率和吞吐量
举例：获取图片，联网下载100张图片，开启100个线程去下载。

线程的执行时间：
T= T1 (线程的创建时间) + T2 (run方法执行时间) + T3 (线程销毁时间)
总的执行时间为 100*T ;
可以看出线程的创建与销毁会占用资源，影响效率

线程池的作用或者说解决的问题：解决线程反复的创建与销毁，做到线程的复用
通俗讲解线程池的工作机制
1.线程池：线程池里创建线程（个数自己定）
2.缓存队列（就是放置任务的队列）
3.存活时间（假设 60S）

线程工作机制.jpg

执行过程（模拟执行任务）：
1.创建线程池（此时线程数为 0）
2.突然来了6个Runnable(任务)，首先将这6个任务放入缓存队列
3.开始在线程池里创建线程（假定线程池内最多创建4个线程），线程池会请求队列，将缓存队列里的runnable 加载到线程中如图：

线程工作机制2.jpg

4.线程池内线程开始执行任务A.B.C.D,此时呢缓存队列中还有3个任务EFG,在等待执行。
5.假设 ABC 三个任务执行完了，那么线程池会再次向缓存队列请求任务，那么EFG三个任务被请求过去，线程执行EFG三个任务。
6.此时D任务执行完了，线程池向缓存队列请求任务，但是队列里面没有任务了，那么线程4将会等待60S(自己设定时间)，如果60S内有任务过来了，那么线程4将会执行任务，如果60S内依旧没有任务，那么线程4将会销毁。同理线程1.线程2.线程3将会在执行完EFG任务60S后自动销毁。
7.如果此时来了一个任务H,那么线程池会创建一个线程去执行，如果来了两个任务,那么线程池会创建两个线程去执行。
总结：这就是线程池的工作机制，具体细节与源码请继续往下看。

ThreadPoolExecutor 类：

/**
* 各个参数的意义
*/
public ThreadPoolExecutor(
            int corePoolSize,//核心线程数，就是线程池里面的核心线程数量
            int maximumPoolSize,//最大线程数，就是线程池中最大的线程数
            long keepAliveTime,//存活时间，线程没事干的时候的存活时间，超过这个时间就会被销毁
            TimeUnit unit,//线程存活时间的单位
            BlockingQueue<Runnable> workQueue,//线程队列
            ThreadFactory threadFactory,//线程创建工厂，如果线程池需要创建线程就会调用newThread 来创建
            RejectedExecutionHandler handler//线程池的策略模式，如果队列满了，任务添加到线程池的时候就会有问题
    ) {

    }

在代码中如何调用呢？

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor=new ThreadPoolExecutor(
                4,//核心线程数，就是线程池里面的核心线程数量
                10,//最大线程数，就是线程池中最大的线程数
                60,//存活时间
                TimeUnit.SECONDS,//线程存活时间的单位
                new LinkedBlockingDeque<Runnable>(128),//线程队列，参数是队列可以放多少个任务
                new ThreadFactory() {
                    // ThreadFactory() 为线程池创建线程
                    // 为何要自己去new ThreadFactory(),而不是给我们写好呢？
                    //我们需要给线程设置名称之类的，如果源码写好了，我们怎么设置呢。
                    @Override
                    public Thread newThread(@NonNull Runnable r) {
                        Thread thread = new Thread();//
                        thread.setName("给线程设置名称");
                        return thread;
                    }
                }
        );
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            //创建一个任务
            Runnable runnable=new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    //做事情...
                }
            };
            //将任务添加到线程池中
            threadPoolExecutor.execute(runnable);
        }
       
    }
}

到此呢你在项目中就可以简单应用了，我稍微封装了一下，在文章下面会附上封装类的链接。
接下来讲几个关键点：
1.核心线程数跟最大线程数有什么关系？或者说怎样去理解这两个参数呢？

正常情况下：
线程队列 128 ，核心线程数 4 ，最大线程数 10，Runnable 20 个;
运行代码(在这个类中右键，执行Thread main()方法)：

public class ThreadTest {

    public static void main( String[] args){
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor;
        BlockingQueue blockingQueue=new LinkedBlockingDeque(128);
        threadPoolExecutor = new  ThreadPoolExecutor(
                4,
                10,
                60,
                TimeUnit.SECONDS,
                blockingQueue,
                new ThreadFactory() {
                    @Override
                    public Thread newThread(@NonNull Runnable r) {
                        Thread thread = new Thread(r);
                        thread.setDaemon(false);//不要设置成守护线程
                        return thread;
                    }
                });

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            Runnable runnable=new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(2*1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("下载图片完毕"+ Thread.currentThread().getName());
                }
            };
            threadPoolExecutor.execute(runnable);
        }
    }
}

执行结果：
下载图片完毕Thread-1
下载图片完毕Thread-0
下载图片完毕Thread-2
下载图片完毕Thread-3
下载图片完毕Thread-1
下载图片完毕Thread-0
下载图片完毕Thread-2
下载图片完毕Thread-3
下载图片完毕Thread-1
下载图片完毕Thread-0
下载图片完毕Thread-2
下载图片完毕Thread-3
下载图片完毕Thread-1
下载图片完毕Thread-0
下载图片完毕Thread-2
下载图片完毕Thread-3
下载图片完毕Thread-1
下载图片完毕Thread-0
下载图片完毕Thread-2
下载图片完毕Thread-3

可以看出依次执行4个线程。

不正常情况下：
线程队列 4 ，核心线程数 4 ，最大线程数 10，Runnable 20 个;
改一下线程队列的大小
BlockingQueue blockingQueue=new LinkedBlockingDeque(4);
可以看到报错了，自己去运行一下。
执行顺序呢，先抛出个RejectedExecutionException错误，然后开启10个线程，然后再开启4个线程。（不正常的，不要纠结）

Exception in thread "main" java.util.concurrent.RejectedExecutionException: 
下载图片完毕Thread-0
下载图片完毕Thread-4
下载图片完毕Thread-3
下载图片完毕Thread-5
下载图片完毕Thread-1
下载图片完毕Thread-7
下载图片完毕Thread-2
下载图片完毕Thread-6
下载图片完毕Thread-8
下载图片完毕Thread-9
下载图片完毕Thread-0
下载图片完毕Thread-4
下载图片完毕Thread-3
下载图片完毕Thread-5

好，现在来分析一下这个不正常的情况:

RejectedExecutionException 报错的原因呢也是 AsyncTask 存在的一些隐患,比如我要执行200个Runnable 就肯定会报错。

很重要：
// 线程队列 4 ，核心线程数 4 ， 最大线程数 10，目前加入的 Runnable 有 20 个
// 20 个都要放到队列中，但是队列只有 4 还有16个是没法放的，这个时候最大线程数是 10 非核心线程是6，
//那么我会拿6个出来执行，这个时候会 重新创建6个线程，目前线程池就达到了10个线程（达到最大线程数）
//但是还有  10 个没办法放，就只能抛异常了，意味着那10个Runnable 没办法执行了，就会抛异常。

2.线程队列
BlockingQueue：先进先出的队列 FIFO（RxJava用）
SynchronousQueue ：线程安全的，它里面是没有固定的缓存（OKHttp用）
PriorityBlockingQueue : 无序的可以根据优先级进行排序，指定的对象要实现Comparable做比较；
3.Google给我们封装好的线程池

CachedThreadPool()

可缓存线程池：

1.线程数无限制
2.有空闲线程则复用空闲线程，若无空闲线程则新建线程
3.一定程序减少频繁创建/销毁线程，减少系统开销
创建方法：
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

    public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

FixedThreadPool()

定长线程池：

1.可控制线程最大并发数（同时执行的线程数）
2.超出的线程会在队列中等待
创建方法：
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(int nThreads);

    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }

ScheduledThreadPool()

定长线程池：

支持定时及周期性任务执行。
创建方法：
ExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize);

   public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
              DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
              new DelayedWorkQueue());
    }

SingleThreadExecutor()

单线程化的线程池：

1.有且仅有一个工作线程执行任务
2.所有任务按照指定顺序执行，即遵循队列的入队出队规则
创建方法：
ExecutorService singleThreadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();

    public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    }

总结：线程池一般都自定义，无非就是那几个参数，但是面试问的很多，最好呢还是亲手自定义一下。附上工具类的链接：https://github.com/CatEatFishs/ThreadPoolExecutors
本人对线程也不是很熟悉，这篇文章是开发中总结的，如有错误请指正！

线程与线程池干货分享

CachedThreadPool()

FixedThreadPool()

ScheduledThreadPool()

SingleThreadExecutor()

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