Java教程

Java多线程(3):ThreadPool(中)

本文主要是介绍Java多线程(3):ThreadPool(中),对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

您好,我是湘王,这是我的慕课手记,欢迎您来,欢迎您再来~



线程池是个神器用得好会非常地方便本来觉得线程池的构造器有些复杂即使讲清楚了对今后的用处可能也不太大因为有一些Java定义好的线程池可以直接使用但是凡事总有个但是),还是觉得讲一讲可能跟有助于理解后面的常用线程池所以该打脸还是打吧-_-!

因为直接结合代码看会更清楚一些所以我把带注释的代码贴出来

public class ThreadPoolExecutor {
    public ThreadPoolExecutor(
            /**
             * corePoolSize:初始化时指定的核心线程数,包括空闲线程,必须大于等于0,当有新任务提交时,会执行以下判断(workCount为当前活跃的线程数量):
             * 当workCount< corePoolSize:即使线程池中有空闲线程,也会创建新线程
             * 当corePoolSize ≤ workCount < maximumPoolSize:只有workQueue满时才创建新线程
             * 当corePoolSize < workCount < maximumPoolSize:且超过corePoolSize部分的线程空闲时间达到keepAliveTime时,就回收这些线程,当设置allowCoreThreadTimeOut(true)时,
             *                                               线程池中corePoolSize范围内的线程空闲时间达到keepAliveTime也将被回收
             * 当设置corePoolSize == maximumPoolSize:线程池的大小固定,此时如有新任务提交,且workQueue未满时,会将请求放入workQueue,等待有空闲的线程从workQueue中取任务并处理
             * 当workCount ≥ maximumPoolSize:若workQueue满,则采取handler对应的策略
             */
            int corePoolSize,
            // maximumPoolSize:初始化时指定的最大线程数量
            int maximumPoolSize,
            // keepAliveTime:线程池维护线程所允许的空闲时间。当线程池中的线程数量大于corePoolSize时,如果这时没有新的任务提交,核心线程外的线程不会立即销毁,而是等待,直到等待的时间超过了keepAliveTime
            long keepAliveTime,
            // 空闲时间单位
            TimeUnit unit,
            /**
             * workQueue:阻塞队列的类型是保存等待执行的任务的阻塞队列,主要有四种提交方式:
             * SynchronousQueue:同步队列,这个“队列”内部只包含了一个元素,队列的size始终为0,每执行一个put,就需要一个take来解除阻塞,反之也一样。饱和状态下,线程池能处理的最大线程数量为maximumPoolSize
             *      使用SynchronousQueue队列,提交的任务不会保存,而是会马上提交执行
             *      需要对程序的并发量有个准确的评估,才能设置合适的maximumPoolSize数量,否则很容易就会执行拒绝策略
             * ArrayBlockingQueue:有界任务队列,饱和状态下,线程池能处理的最大线程数量为maximumPoolSize + ArrayBlockingQueue.SIZE
             * LinkedBlockingQueue:无界任务队列,线程池的任务队列可以无限制的添加新的任务,此时线程池能够创建的最大线程数是corePoolSize,
             *                      而maximumPoolSize就无效了,线程池饱和状态下能处理的最大线程数量只取决于系统的性能
             * PriorityBlockingQueue:优先任务队列,同LinkedBlockingQueue一样,它也是一个无界的任务队列,只不过需要自己实现元素的Comparable排序接口
             */
            BlockingQueue<Runnable> workQueue,
            // threadFactory:创建新线程,使新创建的线程有相同的优先级且为非守护线程,同时设置线程的名称,默认使用Executors.DefaultThreadFactory类创建
            ThreadFactory threadFactory,
            /**
             * handler:表示线程池的饱和策略,意思就是如果阻塞队列满了并且没有空闲的线程,此时如果继续提交任务,就需要采取一种策略处理该任务,线程池提供了4种策略
             * AbortPolicy:直接抛出异常,这是默认策略
             * CallerRunsPolicy:如果线程池的线程数量达到上限,则把任务队列中的任务放在调用者的线程当运行
             * DiscardOldestPolicy:丢弃阻塞队列中靠最前的任务,并执行当前任务
             * DiscardPolicy:直接丢弃任务
             */
            RejectedExecutionHandler handler) {
        // balabala… …
    }
}


这样就清晰多了

其中最主要是要清楚几种workQueue也就是BlockingQueue<Runnable>的作用

 

SynchronousQueue同步队列这个队列没有所谓的缓冲,这样做是为了排除阻塞队列丢消息的可能。如果没有其他微服务并行执行的话可以放心地用这个队列不然还是小心一点为妙它的示例代码

/**
 * 同步队列
 *
 * @author 湘王
 */
public class SynchronousQueueTest {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(
                1,
                // 当要处理的线程数超过maximumPoolSize时,抛出异常
                2,
                1000,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new SynchronousQueue<Runnable>(),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
        );
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            service.execute(() -> System.out.println("当前线程 " + Thread.currentThread().getName()));
        }
        service.shutdown();
    }
}

 

ArrayBlockingQueue,它的使用范围非常广一般可以用于轻量级的同步锁也就是在同一个服务中也就是非微服务架构),如果要具有分布式锁的功能又不想部署zookeeper这么麻烦的话ArrayBlockingQueue就是一个非常不错的选择

/**
 * 有界阻塞队列
 *
 * @author 湘王
 */
public class ArrayBlockingQueueTest {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(
                // 要处理的线程数超过maximumPoolSize  + workQueue.SIZE时,抛出异常
                1,
                2,
                1000,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
        );
        // 因为 maximumPoolSize(2) + ArrayBlockingQueue.SIZE(10) < 13,所以会抛出异常
        for (int i = 0; i < 13; i++) {
            service.execute(() -> System.out.println("当前线程 " + Thread.currentThread().getName()));
        }
        service.shutdown();
    }
}



再来看看ArrayBlockingQueue的另一个例子可以加深印象

public class ArrayBlockingQueueTester {
   public static BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(5);

   // 一个往里放
   class Producer implements Runnable {
      @Override
      public void run() {
         try {
            queue.put("川菜");
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 厨师做好 川菜");
         } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
         }
      }
   }

   // 一个往外拿
   class Consumer implements Runnable {
      @Override
      public void run() {
         try {
            String food = queue.take();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 客人消费 " + food);
         } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
         }
      }
   }

   public static void main(String[] args) {
      // 客人等着菜
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
         new Thread(new ArrayBlockingQueueTester().new Consumer()).start();
      }

      // 厨师做好菜
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
         new Thread(new ArrayBlockingQueueTester().new Producer()).start();
      }
   }
}



ArrayBlockingQueue说白了就是一个往里放一个往外拿

1、往里放的只能最多放指定个数就不能再放了阻塞等待这里是5);

2、往外拿的如果没有可以拿的了就等着阻塞等待)。

咱们点菜的时候不就是这样吗

 

LinkedBlockingQueue这个就牛逼了相当于无底洞有多少处理多少,此时线程池能够创建的最大线程数是corePoolSize,而maximumPoolSize就成了摆设这等于说是完全取决于系统的性能

/**
 * 无界阻塞队列
 *
 * @author 湘王
 */
public class LinkedBlockingQueueTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 要处理的线程数过大时,是否抛出异常,取决于机器的性能
        ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(
                1,
                2,
                1000,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
        );
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            service.execute(() -> System.out.println("当前线程 " + Thread.currentThread().getName()));
        }
        service.shutdown();
    }
}


 

最后一个队列是PriorityBlockingQueue它是一种有优先级的无界阻塞队列,默认的元素执行顺序是升序,可以通过自定义接口Comparable<T>实现compareTo()方法来指定队列中的元素执行顺序。

/**
 * 测试类
 *
 * @author 湘王
 */
public class Test1 implements Runnable, Comparable<Test1> {
    private int priority;

    public Test1(int priority) {
        this.priority = priority;
    }

    public int getPriority() {
        return priority;
    }

    public void setPriority(int priority) {
        this.priority = priority;
    }

    @Override
    public int compareTo(Test1 o) {
        // 返回1时为升序
        // 返回-1为降序
        return this.priority > o.priority ? -1 : 1;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("当前线程 " + Thread.currentThread().getName() + ", priority = " + this.priority);
    }
}


/**
 * 有优先级的无界阻塞队列
 *
 * @author 湘王
 */
public class PriorityBlockingQueueTest {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(
                1,
                2,
                1000,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new PriorityBlockingQueue<>(),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
        );
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            service.execute(new Test1(i));
        }
        service.shutdown();
    }
}

 

 

如果想在线程池的执行线程中加入一点自己希望的动作可以通过自定义ThreadFactory实现

/**
 * 测试类
 *
 * @author 湘王
 */
public class Test2 implements Runnable {
    private String name;

    public Test2(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this.getName() + ",当前线程 " + Thread.currentThread().getName());
    }
}



/**
 * 自定义ThreadFactory
 *
 * @author 湘王
 */
public class SelfDefineThreadPoolExecutor {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(
                1,
                2,
                1000,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<Runnable>(8),
                // 自定义ThreadFactory
                new ThreadFactory() {
                    @Override
                    public Thread newThread(Runnable r) {
                        System.out.println("线程 " + r.hashCode() + " 创建");
                        return new Thread(r, "thread-pool-" + r.hashCode());
                    }
                },
                // 加入自定义动作
                new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
        ) {
            public void beforeExecute(Thread thread, Runnable runnable) {
                System.out.println(((Test2) runnable).getName() + " 准备执行");
            }
            public void afterExecute(Thread thread, Runnable runnable) {
                System.out.println(((Test2) runnable).getName() + " 执行完毕");
            }
            public void terminated() {
                System.out.println("线程池关闭");
            }
        };
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            service.execute(new Test2("Test2" + i));
        }
        service.shutdown();
    }
}




其实主要是把常用那几个workQueue搞搞清楚因为这几个在今后的工作中可能会用到尤其是ArrayBlockingQueue它和后面会说的另两个神器可以说是是线程三宝」。




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