java線程池詳解及代碼介紹

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一.線程池簡介

線程池的概念

線程池就是首先創建一些線程，它們的集合稱為線程池，使用線程池可以很好的提高性能，線程池在系統啟動時既創建大量空閑的線程，程序將一個任務傳給線程池。線程池就會啟動一條線程來執行這個任務，執行結束後，該線程並不會死亡，而是再次返回線程池中成為空閑狀態，等待執行下一個任務。

線程池的工作機制

在線程池的編程模式下，任務是提交給整個線程池，而不是直接提交給某個線程，線程池在拿到任務後，就在內部尋找是否有空閑的線程，如果有，則將任務交給某個空閑的線程

一個線程同時隻能執行一個任務，但可以同時向一個線程池提交多個任務

使用線程池的原因

多線程運行時間，系統不斷的啟動和關閉新線程，成本非常高，會過度消耗系統資源，以及過渡切換線程的危險，從而導致系統資源的崩潰，這時，線程池也就是最好的選擇瞭

二、四種常見的線程池詳解

線程池的返回值ExecutorService簡介

ExecutorService是Java提供的用於管理線程池的類。該類的兩個作用：控制線程數量和重用線程

具體的4種常用的線程池實現

1-newCachedThreadPool：創建一個可緩存線程池，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閑線程，若無可回收，則新建線程。

2-newFixedThreadPool：創建一個定長線程池，可控制線程最大並發數，超出的線程會在隊列中等待。

3-newScheduledThreadPool：創建一個定長線程池，支持定時及周期性任務執行。

4-newSingleThreadExecutor：創建一個單線程化的線程池，它隻會用唯一的工作線程來執行任務，保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行；

1-Executors.newCacheThreadPool()

創建一個可緩存線程池，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閑線程，若無可回收，則新建線程。

代碼如下：

/**
 * @author: haijiao12138
 * @ClassName: ThreadPoolExecutorDemo
 * @description: TODO   Executors.newCachedThreadPool() 創建一個可緩存線程池，如果線程池 長 
    度超過處理處理需要,可靈活回收空閑線程  若無可回收 則創建新線程
 *  常見的4種線程池的使用；
 * @date: 2021/8/17 20:17
 */
public class ThreadPoolExecutorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
              Thread.sleep(1);
            }catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被執行");
                }
            });
        }
    }
}

運行結果如下：

線程池為無限大，當執行第二個任務時第一個任務已經完成，會復用執行第一個任務的線程，而不用每次新建線程。(用休眠來實現第一個任務完成瞭)；

2-Executors.newFixedThreadPool(int n) //括號中存放線程的數量

創建一個定長線程池，可控制線程最大並發數，超出的線程會在隊列中等待。

public class ThreadPoolExecutorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //四種常見的線程池
       /*
        1-newCachedThreadPool(); 創建一個可緩存線程池   如果線程池長度超過處理需要   可靈活回收空閑線程  若無可回收  則新建線程
        2-newFixedThreadPool();  創建一個定長線程池  可控制線程最大並發數  超出的線程 會在隊列中等得
        3-newScheduledThreadPool();
        4-newSingleThreadExecutor();
        */
       //第二種線程池
        //2-Executors.newFixedThreadPool(int n)
        //創建一個定長線程池，可控制線程最大並發數，超出的線程會在隊列中等待。
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);//線程池種擁有三個線程
        //創建一個定長線程池，可控制線程最大並發數，超出的線程會在隊列中等待
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在執行！");
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    }
}

執行代碼如下：

3-Executors.newScheduledThreadPool(int n)；//初始的時候 線程的個數

延遲5秒執行一次：

 ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("延遲5秒執行："+Thread.currentThread().getName());
                }
            },5, TimeUnit.SECONDS);
        }

表示延遲1秒後每3秒執行一次：

 public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        //延遲1秒執行
        scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("延遲1秒後每3秒執行一次:"+Thread.currentThread().getName());
            }
        }, 1,3 , TimeUnit.MICROSECONDS);
    }

運行結果如下：

4-Executors.newSingleThreadExecutor()

創建一個單線程化的線程池，它隻會用唯一的工作線程來執行任務，保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。

    public static void main(String[] args) {
        //第四種線程池：
        //Executors.newSingleThreadExecutor()
        //創建一個單線程化的線程池，它隻會用唯一的工作線程來執行任務，保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。
        //創建一個單線程化的線程池
        ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int index = i;
            singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        //結果依次輸出，相當於順序執行各個任務
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被執行,打印的值是:"+index);
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    }

結果如下：

三、緩沖隊列BlockingQueue和自定義線程池ThreadPoolExecutor

緩沖隊列BlockingQueue簡介：
BlockingQueue是雙緩沖隊列。BlockingQueue內部使用兩條隊列，允許兩個線程同時向隊列一個存儲，一個取出操作。在保證並發安全的同時，提高瞭隊列的存取效率。
常用的幾種BlockingQueue：
ArrayBlockingQueue（int i）:規定大小的BlockingQueue，其構造必須指定大小。其所含的對象是FIFO順序排序的。
LinkedBlockingQueue（）或者（int i）:大小不固定的BlockingQueue，若其構造時指定大小，生成的BlockingQueue有大小限制，不指定大小，其大小有Integer.MAX_VALUE來決定。其所含的對象是FIFO順序排序的。
PriorityBlockingQueue（）或者（int i）:類似於LinkedBlockingQueue，但是其所含對象的排序不是FIFO，而是依據對象的自然順序或者構造函數的Comparator決定。
SynchronizedQueue（）:特殊的BlockingQueue，對其的操作必須是放和取交替完成。
自定義線程池（ThreadPoolExecutor和BlockingQueue連用）

自定義線程池，可以用ThreadPoolExecutor類創建，它有多個構造方法來創建線程池。
常見的構造函數：ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue)

示例代碼：

package com.haijiao12138.demo.leetcode.test0817.緩沖隊列;
/**
 * @author: haijiao12138
 * @ClassName: TempThread
 * @description: TODO
 * @date: 2021/8/18 22:24
 */
public class TempThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        // 打印正在執行的緩存線程信息
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在被執行");
        try {
            // sleep一秒保證3個任務在分別在3個線程上執行
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

package com.haijiao12138.demo.leetcode.test0817.緩沖隊列;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * @author: haijiao12138
 * @ClassName: TestThreadPoolExecutor
 * @description: TODO
 * @date: 2021/8/18 22:28
 */
public class TestThreadPoolExecutor {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建數組型緩沖等待隊列
        BlockingQueue<Runnable> bq = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10);
        // ThreadPoolExecutor:創建自定義線程池，池ThreadPoolExecutor中保存的線程數為3，允許最大的線程數為6
        ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 50, TimeUnit.MILLISECONDS, bq);
        // 創建3個任務
        Runnable t1 = new TempThread();
        Runnable t2 = new TempThread();
        Runnable t3 = new TempThread();

        // 3個任務在分別在3個線程上執行
        tpe.execute(t1);
        tpe.execute(t2);
        tpe.execute(t3);

        // 關閉自定義線程池
        tpe.shutdown();
    }
}

總結

本篇文章就到這裡瞭，希望能給你帶來幫助，也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容！

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