简单介绍Java编程中的线程池

      2019-12-13 04:54      JAVA编程
这篇文章主要介绍了Java编程中的线程池,进程和线程的并发是Java编程中的重要环节,需要的朋友可以参考下

从 Java 5 开始,Java 提供了自己的线程池。线程池就是一个线程的容器,每次只执行额定数量的线程。 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 就是这样的线程池。它很灵活,但使用起来也比较复杂,本文就对其做一个介绍。

首先是构造函数。以最简单的构造函数为例:

public ThreadPoolExecutor(       int corePoolSize,       int maximumPoolSize,       long keepAliveTime,       TimeUnit unit,       BlockingQueue<Runnable> workQueue) 

看起来挺复杂的。这里介绍一下。
corePoolSize 指的是保留的线程池大小。
maximumPoolSize 指的是线程池的最大大小。
keepAliveTime 指的是空闲线程结束的超时时间。
unit 是一个枚举,表示 keepAliveTime 的单位。
workQueue 表示存放任务的队列。
我们可以从线程池的工作过程中了解这些参数的意义。线程池的工作过程如下:

1、线程池刚创建时,里面没有一个线程。任务队列是作为参数传进来的。不过,就算队列里面有任务,线程池也不会马上执行它们。

2、当调用 execute() 方法添加一个任务时,线程池会做如下判断:
a. 如果正在运行的线程数量小于 corePoolSize,那么马上创建线程运行这个任务;
b. 如果正在运行的线程数量大于或等于 corePoolSize,那么将这个任务放入队列。
c. 如果这时候队列满了,而且正在运行的线程数量小于 maximumPoolSize,那么还是要创建线程运行这个任务;
d. 如果队列满了,而且正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize,那么线程池会抛出异常,告诉调用者“我不能再接受任务了”。

3、当一个线程完成任务时,它会从队列中取下一个任务来执行。

4、当一个线程无事可做,超过一定的时间(keepAliveTime)时,线程池会判断,如果当前运行的线程数大于 corePoolSize,那么这个线程就被停掉。所以线程池的所有任务完成后,它最终会收缩到 corePoolSize 的大小。

这样的过程说明,并不是先加入任务就一定会先执行。假设队列大小为 10,corePoolSize 为 3,maximumPoolSize 为 6,那么当加入 20 个任务时,执行的顺序就是这样的:首先执行任务 1、2、3,然后任务 4~13 被放入队列。这时候队列满了,任务 14、15、16 会被马上执行,而任务 17~20 则会抛出异常。最终顺序是:1、2、3、14、15、16、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13。下面是一个线程池使用的例子:

public static void main(String[] args) {   BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>();   ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 1, TimeUnit.DAYS, queue);     for (int i = 0; i < 20; i++) {     executor.execute(new Runnable() {         public void run() {         try {           Thread.sleep(1000);         } catch (InterruptedException e) {           e.printStackTrace();         }         System.out.println(String.format("thread %d finished", this.hashCode()));       }     });   }   executor.shutdown(); } 

对这个例子的说明如下:

1、BlockingQueue 只是一个接口,常用的实现类有 LinkedBlockingQueue 和 ArrayBlockingQueue。用 LinkedBlockingQueue 的好处在于没有大小限制。这样的话,因为队列不会满,所以 execute() 不会抛出异常,而线程池中运行的线程数也永远不会超过 corePoolSize 个,keepAliveTime 参数也就没有意义了。

2、shutdown() 方法不会阻塞。调用 shutdown() 方法之后,主线程就马上结束了,而线程池会继续运行直到所有任务执行完才会停止。如果不调用 shutdown() 方法,那么线程池会一直保持下去,以便随时添加新的任务。

到这里对于这个线程池还只是介绍了一小部分。ThreadPoolExecutor 具有很强的可扩展性,不过扩展它的前提是要熟悉它的工作方式。后面的文章将会介绍如何扩展 ThreadPoolExecutor 类。

ava.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 类提供了丰富的可扩展性。你可以通过创建它的子类来自定义它的行为。例如,我希望当每个任务结束之后打印一条消息,但我又无法修改任务对象,那么我可以这样写:

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(size, maxSize, 1, TimeUnit.DAYS, queue) {  @Override  protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {    System.out.println("Task finished.");  }};


除了 afterExecute 方法之外,ThreadPoolExecutor 类还有 beforeExecute() 和 terminated() 方法可以重写,分别是在任务执行之前和整个线程池停止之后执行。


除了可以添加任务执行前后的动作之外, ThreadPoolExecutor 还允许你自定义当添加任务失败后的执行策略。你可以调用线程池的 setRejectedExecutionHandler() 方法,用自定义的 RejectedExecutionHandler 对象替换现有的策略。 ThreadPoolExecutor 提供 4 个现有的策略,分别是:
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:表示拒绝任务并抛出异常
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy:表示拒绝任务但不做任何动作
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy:表示拒绝任务,并在调用者的线程中直接执行该任务
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy:表示先丢弃任务队列中的第一个任务,然后把这个任务加进队列。
这里是一个例子:
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(size, maxSize, 1, TimeUnit.DAYS, queue);
executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());

除此之外,你也可以通过实现 RejectedExecutionHandler 接口来编写自己的策略。下面是一个例子:

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 1, TimeUnit.SECONDS, queue,    new RejectedExecutionHandler() {      public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {        System.out.println(String.format("Task %d rejected.", r.hashCode()));      }    });