Java并发编程:4种线程池和缓冲队列BlockingQueue

一. 线程池简介

1. 线程池的概念:

          线程池就是首先创建一些线程,它们的集合称为线程池。使用线程池可以很好地提高性能,线程池在系统启动时即创建大量空闲的线程,程序将一个任务传给线程池,线程池就会启动一条线程来执行这个任务,执行结束以后,该线程并不会死亡,而是再次返回线程池中成为空闲状态,等待执行下一个任务。

2. 线程池的工作机制

         2.1 在线程池的编程模式下,任务是提交给整个线程池,而不是直接提交给某个线程,线程池在拿到任务后,就在内部寻找是否有空闲的线程,如果有,则将任务交给某个空闲的线程。

         2.1 一个线程同时只能执行一个任务,但可以同时向一个线程池提交多个任务。

3. 使用线程池的原因:

        多线程运行时间,系统不断的启动和关闭新线程,成本非常高,会过渡消耗系统资源,以及过渡切换线程的危险,从而可能导致系统资源的崩溃。这时,线程池就是最好的选择了。

二. 四种常见的线程池详解

1. 线程池的返回值ExecutorService简介:

         ExecutorService是Java提供的用于管理线程池的类。该类的两个作用:控制线程数量和重用线程

2. 具体的4种常用的线程池实现如下:(返回值都是ExecutorService)

2.1 Executors.newCacheThreadPool():可缓存线程池,先查看池中有没有以前建立的线程,如果有,就直接使用。如果没有,就建一个新的线程加入池中,缓存型池子通常用于执行一些生存期很短的异步型任务

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示例代码:

输出结果:

pool-1-thread-1正在被执行 pool-1-thread-1正在被执行 pool-1-thread-1正在被执行 pool-1-thread-1正在被执行 pool-1-thread-1正在被执行 pool-1-thread-1正在被执行 pool-1-thread-1正在被执行 pool-1-thread-1正在被执行 pool-1-thread-1正在被执行 pool-1-thread-1正在被执行

线程池为无限大,当执行当前任务时上一个任务已经完成,会复用执行上一个任务的线程,而不用每次新建线程

2.2  Executors.newFixedThreadPool(int n):创建一个可重用固定个数的线程池,以共享的无界队列方式来运行这些线程。

         示例代码:

输出结果:

pool-1-thread-1正在被执行 pool-1-thread-2正在被执行 pool-1-thread-3正在被执行 pool-1-thread-1正在被执行 pool-1-thread-2正在被执行 pool-1-thread-3正在被执行 pool-1-thread-1正在被执行 pool-1-thread-2正在被执行 pool-1-thread-3正在被执行 pool-1-thread-1正在被执行

因为线程池大小为3,每个任务输出打印结果后sleep 2秒,所以每两秒打印3个结果。 定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()

2.3  Executors.newScheduledThreadPool(int n):创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行

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延迟执行示例代码:

输出结果:延迟1秒执行

 定期执行示例代码:

输出结果:

延迟1秒后每3秒执行一次 延迟1秒后每3秒执行一次 .............

2.4  Executors.newSingleThreadExecutor():创建一个单线程化的线程池,它只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

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示例代码: 

输出结果:

pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:0 pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:1 pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:2 pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:3 pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:4 pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:5 pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:6 pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:7 pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:8 pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:9

三. 缓冲队列BlockingQueue和自定义线程池ThreadPoolExecutor

1. 缓冲队列BlockingQueue简介:

          BlockingQueue是双缓冲队列。BlockingQueue内部使用两条队列,允许两个线程同时向队列一个存储,一个取出操作。在保证并发安全的同时,提高了队列的存取效率。

2. 常用的几种BlockingQueue:

ArrayBlockingQueue(int i):规定大小的BlockingQueue,其构造必须指定大小。其所含的对象是FIFO顺序排序的。

LinkedBlockingQueue()或者(int i):大小不固定的BlockingQueue,若其构造时指定大小,生成的BlockingQueue有大小限制,不指定大小,其大小有Integer.MAX_VALUE来决定。其所含的对象是FIFO顺序排序的。

PriorityBlockingQueue()或者(int i):类似于LinkedBlockingQueue,但是其所含对象的排序不是FIFO,而是依据对象的自然顺序或者构造函数的Comparator决定。

SynchronizedQueue():特殊的BlockingQueue,对其的操作必须是放和取交替完成。

3. 自定义线程池(ThreadPoolExecutor和BlockingQueue连用):

     自定义线程池,可以用ThreadPoolExecutor类创建,它有多个构造方法来创建线程池。

    常见的构造函数:ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue)

     示例代码:

输出结果:

pool-1-thread-1正在被执行 pool-1-thread-2正在被执行 pool-1-thread-3正在被执行

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