ExecutorService常用方法和newFixedThreadPool創建固定大小的線程池


線程池的概念:

線程池的基本思想還是一種對象池的思想,開辟一塊內存空間,里面存放了眾多(未死亡)的線程,池中線程執行調度由池管理器來處理。當有線程任務時,從池中取一個,執行完成后線程對象歸池,這樣可以避免反復創建線程對象所帶來的性能開銷,節省了系統的資源。

(舉個簡單的例子,線程池就相當於一個水池又或者是一個筆筒,里面放着很多的筆,當有線程任務的時候,就從筆筒去除,用完之后就再次放入進去。)

個人理解:


1、在Java5之前,要實現一個線程池是相當有難度的,現在Java5為我們做好了一切,我們只需要按照提供的API來使用,即可享受線程池帶來的極大便利。

2、Java5的線程池分好多種:具體的可以分為兩類,固定尺寸的線程池、可變尺寸連接池。

3、在使用線程池之前,必須知道如何去創建一個線程池,在Java5中,需要了解java.util.concurrent.Executors類的API,這個類提供大量創建連接池的靜態方法,是必須掌握的。
一、固定大小的線程池,newFixedThreadPool:

package app.executors;  
  
import java.util.concurrent.Executors;  
import java.util.concurrent.ExecutorService;  
  
/** 
 * Java線程:線程池 
 *  
 * @author 馮小衛 
 */  
public class Test {  
    public static void main(String[] args) {  
        // 創建一個可重用固定線程數的線程池  
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);  
        // 創建線程  
        Thread t1 = new MyThread();  
        Thread t2 = new MyThread();  
        Thread t3 = new MyThread();  
        Thread t4 = new MyThread();  
        Thread t5 = new MyThread();  
        // 將線程放入池中進行執行  
        pool.execute(t1);  
        pool.execute(t2);  
        pool.execute(t3);  
        pool.execute(t4);  
        pool.execute(t5);  
        // 關閉線程池  
        pool.shutdown();  
    }  
}  
  
class MyThread extends Thread {  
    @Override  
    public void run() {  
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在執行。。。");  
    }  
}  

輸出結果:

pool-1-thread-1正在執行。。。  
pool-1-thread-3正在執行。。。  
pool-1-thread-4正在執行。。。  
pool-1-thread-2正在執行。。。  
pool-1-thread-5正在執行。。。  

改變ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5)中的參數:ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2),輸出結果是:

pool-1-thread-1正在執行。。。  
pool-1-thread-1正在執行。。。  
pool-1-thread-2正在執行。。。  
pool-1-thread-1正在執行。。。  
pool-1-thread-2正在執行。。。  

從以上結果可以看出,newFixedThreadPool的參數指定了可以運行的線程的最大數目,超過這個數目的線程加進去以后,不會運行。其次,加入線程池的線程屬於托管狀態,線程的運行不受加入順序的影響。

 

二、單任務線程池,newSingleThreadExecutor:

僅僅是把上述代碼中的ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2)改為ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();

輸出結果:

pool-1-thread-1正在執行。。。  
pool-1-thread-1正在執行。。。  
pool-1-thread-1正在執行。。。  
pool-1-thread-1正在執行。。。  
pool-1-thread-1正在執行。。。  

可以看出,每次調用execute方法,其實最后都是調用了thread-1的run方法。

 

三、可變尺寸的線程池,newCachedThreadPool:

與上面的類似,只是改動下pool的創建方式:ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();


輸出:

pool-1-thread-1正在執行。。。  
pool-1-thread-2正在執行。。。  
pool-1-thread-4正在執行。。。  
pool-1-thread-3正在執行。。。  
pool-1-thread-5正在執行。。。  

這種方式的特點是:可根據需要創建新線程的線程池,但是在以前構造的線程可用時將重用它們。

四、延遲連接池,newScheduledThreadPool:

package app.executors;  
  
import java.util.concurrent.Executors;  
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  
  
/** 
 * Java線程:線程池 
 *  
 */  
public class Test {  
    public static void main(String[] args) {  
        // 創建一個線程池,它可安排在給定延遲后運行命令或者定期地執行。  
        ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(2);  
        // 創建實現了Runnable接口對象,Thread對象當然也實現了Runnable接口  
        Thread t1 = new MyThread();  
        Thread t2 = new MyThread();  
        Thread t3 = new MyThread();  
        // 將線程放入池中進行執行  
        pool.execute(t1);  
        // 使用延遲執行風格的方法  
        pool.schedule(t2, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);  
        pool.schedule(t3, 10, TimeUnit.MILLISECONDS);  
  
        // 關閉線程池  
        pool.shutdown();  
    }  
}  
  
class MyThread extends Thread {  
    @Override  
    public void run() {  
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在執行。。。");  
    }  
}  

ExecutorService:

是一個接口,繼承了Executor:

public interface ExecutorService extends Executor {
}

 

2、Executor:

而Executor亦是一個接口,該接口只包含了一個方法:

void execute(Runnable command);

 

3、Executors:

該類是一個輔助類,此包中所定義的 Executor、ExecutorService、ScheduledExecutorService、ThreadFactory 和 Callable 類的工廠和實用方法。

此類支持以下各種方法:

• 創建並返回設置有常用配置字符串的 ExecutorService 的方法。 • 創建並返回設置有常用配置字符串的 ScheduledExecutorService 的方法。 • 創建並返回“包裝的”ExecutorService 方法,它通過使特定於實現的方法不可訪問來禁用重新配置。 • 創建並返回 ThreadFactory 的方法,它可將新創建的線程設置為已知的狀態。 • 創建並返回非閉包形式的 Callable 的方法,這樣可將其用於需要 Callable 的執行方法中。
4、創建ExecutorService的方法:
newFixedThreadPool()

 

創建一個可重用固定線程數的線程池,以共享的無界隊列方式來運行這些線程。

5、ExecutorService的方法:

shutdown

void shutdown()
啟動一次順序關閉,執行以前提交的任務,但不接受新任務。如果已經關閉,則調用沒有其他作用。 
 

拋出:
SecurityException - 如果安全管理器存在並且關閉,此 ExecutorService 可能操作某些不允許調用者修改的線程(因為它沒有保持 RuntimePermission("modifyThread")),或者安全管理器的 checkAccess 方法拒絕訪問。
啟動一次順序關閉,執行以前提交的任務,但不接受新任務。如果已經關閉,則調用沒有其他作用。

 

awaitTermination

boolean awaitTermination(long timeout,
                         TimeUnit unit)
                         throws InterruptedException
請求關閉、發生超時或者當前線程中斷,無論哪一個首先發生之后,都將導致阻塞,直到所有任務完成執行。 
 

參數:
timeout - 最長等待時間
unit - timeout 參數的時間單位
返回:
如果此執行程序終止,則返回 true;如果終止前超時期滿,則返回 false
拋出:
InterruptedException - 如果等待時發生中斷
請求關閉、發生超時或者當前線程中斷,無論哪一個首先發生之后,都將導致阻塞,直到所有任務完成執行。既是等待所有子線程執行結束。

 

execute

void execute(Runnable command)
在未來某個時間執行給定的命令。該命令可能在新的線程、已入池的線程或者正調用的線程中執行,這由  Executor實現決定。 

 

參數:
command  - 可運行的任務
拋出:
RejectedExecutionException  - 如果不能接受執行此任務。
NullPointerException  - 如果命令為 null

在未來某個時間執行給定的命令。該命令可能在新的線程、已入池的線程或者正調用的線程中執行,這由 Executor 實現決定。

submit

Future<?> submit(Runnable task)
提交一個 Runnable 任務用於執行,並返回一個表示該任務的 Future。該 Future 的 get 方法在成功 完成時將會返回 null。 
 

參數:
task - 要提交的任務
返回:
表示任務等待完成的 Future
拋出:
RejectedExecutionException - 如果任務無法安排執行
NullPointerException - 如果該任務為 null
提交一個 Runnable 任務用於執行,並返回一個表示該任務的 Future。該 Future 的 get 方法在成功 完成時將會返回 null

 

6、下面是相關的使用例子:
public class ExecutorServiceTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        // 創建一個固定大小的線程池
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("創建線程" + i);
            Runnable run = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("啟動線程");
                }
            };
            // 在未來某個時間執行給定的命令
            service.execute(run);
        }
        // 關閉啟動線程
        service.shutdown();
        // 等待子線程結束,再繼續執行下面的代碼
        service.awaitTermination(Long.MAX_VALUE, TimeUnit.DAYS);
        System.out.println("all thread complete");
    }
}

 

可以發現線程被循環創建,但是啟動線程卻不是連續的,而是由ExecutorService決定的。


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