線程池的作用

我們?cè)谟靡粋€(gè)東西的時(shí)候，首先得搞明白一個(gè)問(wèn)題。這玩意是干嘛的，為啥要用這個(gè)，用別的不行嗎。那么一個(gè)一個(gè)解決這些問(wèn)題

我們之前都用過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)連接池，線程池的作用和連接池有點(diǎn)類(lèi)似，頻繁的創(chuàng)建，銷(xiāo)毀線程會(huì)造成大量的不必要的性能開(kāi)銷(xiāo)，所以這個(gè)時(shí)候就出現(xiàn)了一個(gè)東西統(tǒng)一的管理線程，去負(fù)責(zé)線程啥時(shí)候銷(xiāo)毀，啥時(shí)候創(chuàng)建，以及維持線程的狀態(tài)，當(dāng)程序需要使用線程的時(shí)候，直接從線程池拿，當(dāng)程序用完了之后，直接把線程放回線程池，不需要去管線程的生命周期，專心的執(zhí)行業(yè)務(wù)代碼就行。

當(dāng)然，如果非要是自己想手動(dòng)new一個(gè)線程來(lái)執(zhí)行，也不是不可以，只是像上面說(shuō)的那樣，第一麻煩，第二開(kāi)銷(xiāo)大，第三不好控制。

控制線程的方法

在說(shuō)到線程池之前，首先要提到一個(gè)創(chuàng)建線程池的工具類(lèi)，又或者說(shuō)是工廠類(lèi) Executors 通過(guò)這個(gè)線程可以統(tǒng)一的創(chuàng)建線程，返回的是一個(gè)ExecutorService 類(lèi)這個(gè)類(lèi)中包含了一些對(duì)線程執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行管理控制的方法；

void execute(Runnable command); 這個(gè)方法是將任務(wù)提交到線程池進(jìn)行執(zhí)行。這個(gè)方法沒(méi)有返回值。

<T> Future<T> submit(Callable<T> task); 這個(gè)方法最特別的地方是線程執(zhí)行完畢之后是有返回值的，另外方法的參數(shù)可以用Callable也可以為Runnable。可以適用于一些后續(xù)的代碼，需要線程執(zhí)行結(jié)果的程序。

下面的示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè) ExecutorService 的實(shí)例，提交了一個(gè)任務(wù)，然后使用返回的 Future 的 get() 方法等待提交的任務(wù)完成并返回值。

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10); Future<String> future = executorService.submit(() -> 'Hello World'); // 一些其它操作 String result = future.get();

在實(shí)際使用時(shí)，我們并不會(huì)立即調(diào)用 future.get() 方法，可能會(huì)等待一些時(shí)間，推遲調(diào)用它直到我們需要它的值用于計(jì)算等目的。

ExecutorService 中的 submit() 方法被重載為支持 Runnable 或 Callable ，它們都是功能接口，可以接收一個(gè) lambdas 作為參數(shù)（ 從 Java 8 開(kāi)始 ）：

使用 Runnable 作為參數(shù)的方法不會(huì)拋出異常也不會(huì)返回任何值 ( 返回 void ) 使用 Callable 作為參數(shù)的方法則可以拋出異常也可以返回值。

如果想讓編譯器將參數(shù)推斷為 Callable 類(lèi)型，只需要 lambda 返回一個(gè)值即可。

void shutdown(); 在調(diào)用了shutdown方法之后，線程池就不會(huì)再接收新的任務(wù)，此時(shí)線程池還沒(méi)有停止，仍然會(huì)把線程池中國(guó)正在執(zhí)行但是還沒(méi)有執(zhí)行完的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行完畢，那些沒(méi)有開(kāi)始執(zhí)行的任務(wù)則被中斷 List<Runnable> shutdownNow(); 在調(diào)用了shutdownNow方法之后，會(huì)將線程池的狀態(tài)設(shè)置為stop，正在執(zhí)行的任務(wù)則被停止，沒(méi)被執(zhí)行任務(wù)的則返回。

這兩種方法的使用場(chǎng)景：如果線程中的任務(wù)相互之間沒(méi)有什么關(guān)聯(lián)某個(gè)線程的異常對(duì)結(jié)果影響不大。那么所有線程都能在執(zhí)行任務(wù)結(jié)束之后可以正常結(jié)束，程序能在所有task都做完之后正常退出，適合用ShutDown。但是，如果一個(gè)線程在做某個(gè)任務(wù)的時(shí)候失敗，則整個(gè)結(jié)果就是失敗的，其他worker再繼續(xù)做剩下的任務(wù)也是徒勞，這就需要讓他們?nèi)客Ｖ巩?dāng)前的工作。這里使用ShutDownNow就可以讓該pool中的所有線程都停止當(dāng)前的工作，從而迫使所有線程執(zhí)行退出。從而讓主程序正常退出。

線程池的分類(lèi)

通過(guò)工廠類(lèi) Executors 通過(guò)這個(gè)線程可以根據(jù)自己的需要統(tǒng)一的創(chuàng)建各種類(lèi)型的線程，線程的分類(lèi)大致分為以下四種：

newSingleThreadExecutor CachedThreadPool newFixedThreadPool newScheduledThreadPool newSingleThreadExecutor 創(chuàng)建一個(gè)單線程的線程池，核心線程和最大線程都為1，因此只會(huì)有一個(gè)工作線程，會(huì)按照指定順序去執(zhí)行，而且空閑時(shí)間為0，說(shuō)明一旦沒(méi)有任務(wù)了，線程就會(huì)被銷(xiāo)毀

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

public class SinglePoolDemo { public static void main(String[] args) { ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();// ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); for (int i = 0; i < 10; i++) { int finalI = i; pool.execute(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'----'+ finalI); }); } }}

輸出結(jié)果：

pool-1-thread-1----0pool-1-thread-1----1pool-1-thread-1----2pool-1-thread-1----3pool-1-thread-1----4pool-1-thread-1----5pool-1-thread-1----6pool-1-thread-1----7pool-1-thread-1----8pool-1-thread-1----9

觀察線程編號(hào)，可以發(fā)現(xiàn)，自始自終都只有一個(gè)線程在執(zhí)行，并且也是按照順序來(lái)執(zhí)行的，。

CachedThreadPool 創(chuàng)建一個(gè)按需創(chuàng)建的線程，核心線程數(shù)為0，有一個(gè)最大線程數(shù)量，意味著可以根據(jù)實(shí)際任務(wù)數(shù)的需要，靈活的創(chuàng)建和管理線程，keepAlive時(shí)間為60s，代表當(dāng)某線程超過(guò)60s空閑的時(shí)候，才會(huì)被銷(xiāo)毀，這個(gè)線程池最特殊的地方在于，同步隊(duì)列最多只能有一個(gè)元素，加入隊(duì)列的線程會(huì)被馬上執(zhí)行。

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

public class CachePoolDemo { public static void main(String[] args) { ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 20000; i++) { int finalI = i; pool.submit(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'-------------'+finalI); }); } }}

運(yùn)行結(jié)果部分：

......pool-1-thread-1805-------------19760pool-1-thread-1806-------------19783pool-1-thread-1809-------------19875pool-1-thread-1810-------------19951pool-1-thread-1811-------------19980

以上的代碼我們運(yùn)行了2w次線程任務(wù)，如果是按照我們之前的做法的話，我們要new 2w的線程去執(zhí)行。通過(guò)這個(gè)不定長(zhǎng)的線程池，他可以根據(jù)任務(wù)數(shù)來(lái)靈活的分配所創(chuàng)建的線程，如果線程池長(zhǎng)度超過(guò)處理需要，可靈活回收空閑線程，若無(wú)可回收，則新建線程，所以這里只創(chuàng)建了大概1800多個(gè)線程就完成了我們?cè)拘枰猲ew 2w個(gè)線程才能完成的任務(wù)，之所以說(shuō)他是靈活分配的是因?yàn)?，可以這樣驗(yàn)證看看，把i的值改為20的話，所創(chuàng)建的線程數(shù)量大概是10以內(nèi)，因此是根據(jù)任務(wù)數(shù)量來(lái)自行創(chuàng)建線程數(shù)的，可以保證效率和性能的最大化。

但是經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)，這個(gè)靈活性雖然最高，但是性能貌似是相對(duì)比較差的，在兩萬(wàn)任務(wù)數(shù)的條件下，所以他的缺點(diǎn)就是，可能會(huì)創(chuàng)建大量的線程。當(dāng)然線程池這東西是需要根據(jù)自身情況來(lái)選擇的。如果主線程提交任務(wù)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CachedThreadPool的處理速度，則CachedThreadPool會(huì)不斷地創(chuàng)建新線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)，這樣有可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)耗盡CPU和內(nèi)存資源，所以在使用該線程池是，一定要注意控制并發(fā)的任務(wù)數(shù)，否則創(chuàng)建大量的線程可能導(dǎo)致嚴(yán)重的性能問(wèn)題。

newFixedThreadPool 可以通過(guò)傳入一個(gè)int參數(shù)來(lái)指定創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)的線程池，該線程池的核心線程數(shù)和最大線程數(shù)都是你傳進(jìn)去的參數(shù)的值，存活時(shí)間都為0說(shuō)明只要任務(wù)空閑下來(lái)了，就會(huì)被銷(xiāo)毀，阻塞隊(duì)列的最大值為MAX_VALUE。所以他的缺點(diǎn)是，可能會(huì)將大量的時(shí)間花在處理堆積的請(qǐng)求阻塞隊(duì)列中的線程。

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

public class FixedPoolDemo { public static void main(String[] args) { ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);// ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); for (int i = 0; i < 1000; i++) { int finalI = i; pool.execute(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'----'+ finalI); }); } }}

從運(yùn)行結(jié)果可以看出，線程池一直都是維持著十個(gè)線程

.....pool-1-thread-5----882pool-1-thread-1----881pool-1-thread-4----865pool-1-thread-10----989pool-1-thread-3----931pool-1-thread-2----934pool-1-thread-9----910pool-1-thread-6----896

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

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) { super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS, new DelayedWorkQueue()); }

以上四種線程池，各有優(yōu)劣點(diǎn)

newFixedThreadPool、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。

newCachedThreadPool、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。

阿里線程池規(guī)范

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(xiě)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)。 FixedThreadPool 和 SingleThreadPool: 允許的請(qǐng)求隊(duì)列長(zhǎng)度為 Integer.MAX_VALUE，可能會(huì)堆積大量的請(qǐng)求，從而導(dǎo)致 OOM。 CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool: 允許的創(chuàng)建線程數(shù)量為 Integer.MAX_VALUE，可能會(huì)創(chuàng)建大量的線程，從而導(dǎo)致 OOM。

總結(jié)

本篇文章首先我們知道了線程池有什么好處，然后了解一些線程的執(zhí)行方法，submit，execute，shutdown以及他們的區(qū)別，用法等等，然后對(duì)幾種線程池做了一個(gè)大概的介紹，以及他們的作用，好處和弊端。如果看的細(xì)心的同學(xué)可以看代碼發(fā)現(xiàn)，這些線程池其實(shí)本質(zhì)上都是通過(guò)創(chuàng)建一個(gè) ThreadPoolExecutor ，包括阿里的線程池規(guī)范也是建議用ThreadPoolExecutor ，但是本篇文章只是對(duì)線程池的作用以及分類(lèi)做一個(gè)概述，在下篇文章中，將會(huì)詳細(xì)的講一下ThreadPoolExecutor 。

以上就是JAVA線程池專題（概念和作用）的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java線程池的概念和作用的資料請(qǐng)關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章！