Java线程：新特征-线程池

我不是女神ヾ 2024-02-17 21:15 140阅读 0赞

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Sun在Java5中，对Java线程的类库做了大量的扩展，其中线程池就是Java5的新特征之一，除了线程池之外，还有很多多线程相关的内容，为多线程的编程带来了极大便利。为了编写高效稳定可靠的多线程程序，线程部分的新增内容显得尤为重要。  
  
有关Java5线程新特征的内容全部在java.util.concurrent下面，里面包含数目众多的接口和类，熟悉这部分API特征是一项艰难的学习过程。目前有关这方面的资料和书籍都少之又少，大所属介绍线程方面书籍还停留在java5之前的知识层面上。  
  
当然新特征对做多线程程序没有必须的关系，在java5之前通用可以写出很优秀的多线程程序。只是代价不一样而已。  
  
线程池的基本思想还是一种对象池的思想，开辟一块内存空间，里面存放了众多（未死亡）的线程，池中线程执行调度由池管理器来处理。当有线程任务时，从池中取一个，执行完成后线程对象归池，这样可以避免反复创建线程对象所带来的性能开销，节省了系统的资源。  
  
在Java5之前，要实现一个线程池是相当有难度的，现在Java5为我们做好了一切，我们只需要按照提供的API来使用，即可享受线程池带来的极大便利。  
  
Java5的线程池分好多种：固定尺寸的线程池、可变尺寸连接池、。  
  
在使用线程池之前，必须知道如何去创建一个线程池，在Java5中，需要了解的是java.util.concurrent.Executors类的API，这个类提供大量创建连接池的静态方法，是必须掌握的。  
  
一、固定大小的线程池

import java.util.concurrent.Executors; 
    import java.util.concurrent.ExecutorService; 
    
    /** 
    * Java线程：线程池- 
    * 
    * @author Administrator 2009-11-4 23:30:44 
    */ 
    public class Test { 
            public static void main(String[] args) { 
                    //创建一个可重用固定线程数的线程池 
                    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); 
                    //创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口 
                    Thread t1 = new MyThread(); 
                    Thread t2 = new MyThread(); 
                    Thread t3 = new MyThread(); 
                    Thread t4 = new MyThread(); 
                    Thread t5 = new MyThread(); 
                    //将线程放入池中进行执行 
                    pool.execute(t1); 
                    pool.execute(t2); 
                    pool.execute(t3); 
                    pool.execute(t4); 
                    pool.execute(t5); 
                    //关闭线程池 
                    pool.shutdown(); 
            } 
    } 
    
    class MyThread extends Thread{ 
            @Override 
            public void run() { 
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在执行。。。"); 
            } 
    }

运行结果：

pool-1-thread-1正在执行。。。 
    pool-1-thread-1正在执行。。。 
    pool-1-thread-1正在执行。。。 
    pool-1-thread-1正在执行。。。 
    pool-1-thread-2正在执行。。。

二、单任务线程池  
  
在上例的基础上改一行创建pool对象的代码为：

//创建一个使用单个 worker 线程的 Executor，以无界队列方式来运行该线程。 
                    ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();

运行结果：

pool-1-thread-1正在执行。。。 
    pool-1-thread-1正在执行。。。 
    pool-1-thread-1正在执行。。。 
    pool-1-thread-1正在执行。。。 
    pool-1-thread-1正在执行。。。

对于以上两种连接池，大小都是固定的，当要加入的池的线程（或者任务）超过池最大尺寸时候，则入此线程池需要排队等待。  
一旦池中有线程完毕，则排队等待的某个线程会入池执行。  
  
三、可变尺寸的线程池  
  
与上面的类似，只是改动下pool的创建方式：

//创建一个可根据需要创建新线程的线程池，但是在以前构造的线程可用时将重用它们。 
                    ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();

运行截图

pool-1-thread-5正在执行。。。 
    pool-1-thread-1正在执行。。。 
    pool-1-thread-4正在执行。。。 
    pool-1-thread-3正在执行。。。 
    pool-1-thread-2正在执行。。。

四、延迟连接池

import java.util.concurrent.Executors; 
    import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; 
    import java.util.concurrent.TimeUnit; 
    
    /** 
    * Java线程：线程池- 
    * 
    * @author Administrator 2009-11-4 23:30:44 
    */ 
    public class Test { 
            public static void main(String[] args) { 
                    //创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。 
                    ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(2); 
                    //创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口 
                    Thread t1 = new MyThread(); 
                    Thread t2 = new MyThread(); 
                    Thread t3 = new MyThread(); 
                    Thread t4 = new MyThread(); 
                    Thread t5 = new MyThread(); 
                    //将线程放入池中进行执行 
                    pool.execute(t1); 
                    pool.execute(t2); 
                    pool.execute(t3); 
                    //使用延迟执行风格的方法 
                    pool.schedule(t4, 10, TimeUnit.MILLISECONDS); 
                    pool.schedule(t5, 10, TimeUnit.MILLISECONDS); 
                    //关闭线程池 
                    pool.shutdown(); 
            } 
    } 
    
    class MyThread extends Thread { 
            @Override 
            public void run() { 
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。"); 
            } 
    }

运行截图：

pool-1-thread-1正在执行。。。 
    pool-1-thread-2正在执行。。。 
    pool-1-thread-1正在执行。。。 
    pool-1-thread-1正在执行。。。 
    pool-1-thread-2正在执行。。。

五、单任务延迟连接池

在四代码基础上，做改动

//创建一个单线程执行程序，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。 
                    ScheduledExecutorService pool = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();

运行结果：

六、自定义线程池

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; 
    import java.util.concurrent.BlockingQueue; 
    import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; 
    import java.util.concurrent.TimeUnit; 
    
    /** 
    * Java线程：线程池-自定义线程池 
    * 
    * @author Administrator 2009-11-4 23:30:44 
    */ 
    public class Test { 
            public static void main(String[] args) { 
                    //创建等待队列 
                    BlockingQueue<Runnable> bqueue = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(20); 
                    //创建一个单线程执行程序，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。 
                    ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(2,3,2,TimeUnit.MILLISECONDS,bqueue); 
                    //创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口 
                    Thread t1 = new MyThread(); 
                    Thread t2 = new MyThread(); 
                    Thread t3 = new MyThread(); 
                    Thread t4 = new MyThread(); 
                    Thread t5 = new MyThread(); 
                    Thread t6 = new MyThread(); 
                    Thread t7 = new MyThread(); 
                    //将线程放入池中进行执行 
                    pool.execute(t1); 
                    pool.execute(t2); 
                    pool.execute(t3); 
                    pool.execute(t4); 
                    pool.execute(t5); 
                    pool.execute(t6); 
                    pool.execute(t7); 
                    //关闭线程池 
                    pool.shutdown(); 
            } 
    } 
    
    class MyThread extends Thread { 
            @Override 
            public void run() { 
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。"); 
                    try { 
                            Thread.sleep(100L); 
                    } catch (InterruptedException e) { 
                            e.printStackTrace(); 
                    } 
            } 
    }

运行结果：

pool-1-thread-1正在执行。。。 
    pool-1-thread-2正在执行。。。 
    pool-1-thread-2正在执行。。。 
    pool-1-thread-1正在执行。。。 
    pool-1-thread-2正在执行。。。 
    pool-1-thread-1正在执行。。。 
    pool-1-thread-2正在执行。。。

创建自定义线程池的构造方法很多，本例中参数的含义如下：

ThreadPoolExecutor
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue)
    用给定的初始参数和默认的线程工厂及处理程序创建新的 ThreadPoolExecutor。使用 Executors 工厂方法之一比使用此通用构造方法方便得多。
    参数：
    corePoolSize - 池中所保存的线程数，包括空闲线程。
    maximumPoolSize - 池中允许的最大线程数。
    keepAliveTime - 当线程数大于核心时，此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。
    unit - keepAliveTime 参数的时间单位。
    workQueue - 执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由 execute 方法提交的 Runnable 任务。
    抛出：
    IllegalArgumentException - 如果 corePoolSize 或 keepAliveTime 小于零，或者 maximumPoolSize 小于或等于零，或者 corePoolSize 大于 maximumPoolSize。
    NullPointerException - 如果 workQueue 为 null

自定义连接池稍微麻烦些，不过通过创建的ThreadPoolExecutor线程池对象，可以获取到当前线程池的尺寸、正在执行任务的线程数、工作队列等等。

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