Java常用线程池原理及使用方法解析

一、简介

什么是线程池?

池的概念大家也许都有所听闻,池就是相当于一个容器,里面有许许多多的东西你可以即拿即用。java中有线程池、连接池等等。线程池就是在系统启动或者实例化池时创建一些空闲的线程,等待工作调度,执行完任务后,线程并不会立即被销毁,而是重新处于空闲状态,等待下一次调度。

线程池的工作机制?

在线程池的编程模式中,任务提交并不是直接提交给线程,而是提交给池。线程池在拿到任务之后,就会寻找有没有空闲的线程,有则分配给空闲线程执行,暂时没有则会进入等待队列,继续等待空闲线程。如果超出最大接受的工作数量,则会触发线程池的拒绝策略。

为什么使用线程池?

线程的创建与销毁需要消耗大量资源,重复的创建与销毁明显不必要。而且池的好处就是响应快,需要的时候自取,就不会存在等待创建的时间。线程池可以很好地管理系统内部的线程,如数量以及调度。

二、常用线程池介绍

Java类ExecutorService是线程池的父接口,并非顶层接口。以下四种常用线程池的类型都可以是ExecutorService。

单一线程池 Executors.newSingleThreadExecutor()
内部只有唯一一个线程进行工作调度,可以保证任务的执行顺序(FIFO,LIFO)

package com.test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class PoolTest {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建单一线程池
		ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
		List<String> list = new ArrayList<String>();
		list.add("first");
		list.add("second");
		list.add("third");
		list.forEach(o -> {
			// 遍历集合提交任务
			singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {

				@Override
				public void run() {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + o);
					try {
						// 间隔1s
						Thread.sleep(1000);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			});
		});
	}
}

执行结果:

pool-1-thread-1 : first

pool-1-thread-1 : second

pool-1-thread-1 : third

可缓存线程池 Executors.newCachedThreadPool()

如果线程池中有可使用的线程,则使用,如果没有,则在池中新建一个线程,可缓存线程池中线程数量最大为Integer.MAX_VALUE。通常用它来运行一些执行时间短,且经常用到的任务。

package com.test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class PoolTest {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建可缓存线程池
		ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
		List<String> list = new ArrayList<String>();
		list.add("first");
		list.add("second");
		list.add("third");
		list.forEach(o -> {

			try {
				// 间隔3s
				Thread.sleep(3000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}

			// 遍历集合提交任务
			cachedThreadPool.execute(new Runnable() {

				@Override
				public void run() {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + o);
					try {
						// 间隔1s
						Thread.sleep(1000);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			});
		});
	}
}

执行结果:

pool-1-thread-1 : first

pool-1-thread-1 : second

pool-1-thread-1 : third

因为间隔时间长,下一个任务运行时,上一个任务已经完成,所以线程可以继续复用,如果间隔时间调短,那么部分线程将会使用新线程来运行。

把每个任务等待时间从3s调低至1s:

执行结果:

pool-1-thread-1 : first

pool-1-thread-2 : second

pool-1-thread-1 : third

定长线程池 Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)
创建一个固定线程数量的线程池,参数手动传入

package com.test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class PoolTest {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建可缓存线程池
		ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
		List<String> list = new ArrayList<String>();
		list.add("first");
		list.add("second");
		list.add("third");
		list.add("fourth");
		list.forEach(o -> {

			try {
				// 间隔1s
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}

			// 遍历集合提交任务
			fixedThreadPool.execute(new Runnable() {

				@Override
				public void run() {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + o);
					try {
						// 间隔1s
						Thread.sleep(1000);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			});
		});
	}
}

执行结果:

pool-1-thread-1 : first

pool-1-thread-2 : second

pool-1-thread-3 : third

pool-1-thread-1 : fourth

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

package com.test;

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class PoolTest {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建定长线程池、支持定时、延迟、周期性执行任务
		ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);
		scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {

			@Override
			public void run() {
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : 1秒后每隔3秒执行一次");
			}
		}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
	}
}

执行结果:

pool-1-thread-1 : 1秒后每隔3秒执行一次

pool-1-thread-1 : 1秒后每隔3秒执行一次

pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒执行一次

pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒执行一次

pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒执行一次

pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒执行一次

pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒执行一次

三、自定义线程池

常用构造函数:

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

参数说明:

1、corePoolSize 核心线程数大小,当线程数<corePoolSize ,会创建线程执行runnable

2、maximumPoolSize 最大线程数, 当线程数 >= corePoolSize的时候,会把runnable放入workQueue中

3、keepAliveTime 保持存活时间,当线程数大于corePoolSize的空闲线程能保持的最大时间。

4、unit 时间单位

5、workQueue 保存任务的阻塞队列

6、threadFactory 创建线程的工厂

7、handler 拒绝策略

任务执行顺序:

1、当线程数小于corePoolSize时,创建线程执行任务。

2、当线程数大于等于corePoolSize并且workQueue没有满时,放入workQueue中

3、线程数大于等于corePoolSize并且当workQueue满时,新任务新建线程运行,线程总数要小于maximumPoolSize

4、当线程总数等于maximumPoolSize并且workQueue满了的时候执行handler的rejectedExecution。也就是拒绝策略。

ThreadPoolExecutor默认有四个拒绝策略:

1、new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() 直接抛出异常RejectedExecutionException

2、new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() 直接调用run方法并且阻塞执行

3、new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy() 直接丢弃后来的任务

4、new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() 丢弃在队列中队首的任务

缓冲队列BlockingQueue:

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。

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。
package com.test;

import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
import java.util.concurrent.RejectedExecutionHandler;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class PoolTest {
	public static void main(String[] args) {
		// 工作队列
		LinkedBlockingDeque<Runnable> workQueue = new LinkedBlockingDeque<Runnable>();
		// 拒绝策略
		RejectedExecutionHandler handler = new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();
		ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(2, 10, 20, TimeUnit.MILLISECONDS, workQueue, handler);
		threadPoolExecutor.execute(new Runnable() {

			@Override
			public void run() {
				System.out.println("自定义线程池");
			}
		});
	}
}

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我们。

时间: 2020-07-30

JAVA线程池原理实例详解

本文实例讲述了JAVA线程池原理.分享给大家供大家参考,具体如下: 线程池的优点 1.线程是稀缺资源,使用线程池可以减少创建和销毁线程的次数,每个工作线程都可以重复使用. 2.可以根据系统的承受能力,调整线程池中工作线程的数量,防止因为消耗过多内存导致服务器崩溃. 线程池的创建 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQu

详解Java线程池和Executor原理的分析

详解Java线程池和Executor原理的分析 线程池作用与基本知识 在开始之前,我们先来讨论下"线程池"这个概念."线程池",顾名思义就是一个线程缓存.它是一个或者多个线程的集合,用户可以把需要执行的任务简单地扔给线程池,而不用过多的纠结与执行的细节.那么线程池有哪些作用?或者说与直接用Thread相比,有什么优势?我简单总结了以下几点: 减小线程创建和销毁带来的消耗 对于Java Thread的实现,我在前面的一篇blog中进行了分析.Java Thread与内

Java线程池FutureTask实现原理详解

前言 线程池可以并发执行多个任务,有些时候,我们可能想要跟踪任务的执行结果,甚至在一定时间内,如果任务没有执行完成,我们可能还想要取消任务的执行,为了支持这一特性,ThreadPoolExecutor提供了 FutureTask 用于追踪任务的执行和取消.本篇介绍FutureTask的实现原理. 类视图 为了更好的理解FutureTask的实现原理,这里先提供几个重要接口和类的结构,如下图所示: RunnableAdapter ThreadPoolExecutor提供了submit接口用于提交任

了解Java线程池执行原理

前言 上一篇已经对线程池的创建进行了分析,了解线程池既有预设的模板,也提供多种参数支撑灵活的定制. 本文将会围绕线程池的生命周期,分析线程池执行任务的过程. 线程池状态 首先认识两个贯穿线程池代码的参数: runState:线程池运行状态 workerCount:工作线程的数量 线程池用一个32位的int来同时保存runState和workerCount,其中高3位是runState,其余29位是workerCount.代码中会反复使用runStateOf和workerCountOf来获取run

Java 线程池原理深入分析

Java 线程池原理 Executor框架的两级调度模型 在HotSpot VM的模型中,Java线程被一对一映射为本地操作系统线程.JAVA线程启动时会创建一个本地操作系统线程,当JAVA线程终止时,对应的操作系统线程也被销毁回收,而操作系统会调度所有线程并将它们分配给可用的CPU. 在上层,JAVA程序会将应用分解为多个任务,然后使用应用级的调度器(Executor)将这些任务映射成固定数量的线程:在底层,操作系统内核将这些线程映射到硬件处理器上. Executor框架类图 在前面介绍的JA

java的线程池框架及线程池的原理

java 线程池详解 什么是线程池? 提供一组线程资源用来复用线程资源的一个池子 为什么要用线程池? 线程的资源是有限的,当处理一组业务的时候,我们需要不断的创建和销毁线程,大多数情况下,我们需要反复的进行大量的创建和销毁工作,这个动作对于服务器而言,也是很浪费的一种情况,这时候我们可以利用线程池来复用这一部分已经创建过的线程资源,避免不断的创建和销毁的动作. 线程池的原理 创建好固定数量的线程,吧线程先存下来,有任务提交的时候,把资源放到等待队列中,等待线程池中的任务队列不断的去消费处理这个队

Java concurrency线程池之线程池原理(二)_动力节点Java学院整理

线程池示例 在分析线程池之前,先看一个简单的线程池示例. import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ExecutorService; public class ThreadPoolDemo1 { 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.newFixedThre

Java concurrency线程池之线程池原理(四)_动力节点Java学院整理

拒绝策略介绍 线程池的拒绝策略,是指当任务添加到线程池中被拒绝,而采取的处理措施. 当任务添加到线程池中之所以被拒绝,可能是由于:第一,线程池异常关闭.第二,任务数量超过线程池的最大限制. 线程池共包括4种拒绝策略,它们分别是:AbortPolicy, CallerRunsPolicy, DiscardOldestPolicy和DiscardPolicy. AbortPolicy         -- 当任务添加到线程池中被拒绝时,它将抛出 RejectedExecutionException

Java中实现线程的三种方式及对比_动力节点Java学院整理

Java中创建线程主要有三种方式: 一.继承Thread类创建线程类 (1)定义Thread类的子类,并重写该类的run方法,该run方法的方法体就代表了线程要完成的任务.因此把run()方法称为执行体. (2)创建Thread子类的实例,即创建了线程对象. (3)调用线程对象的start()方法来启动该线程. package com.thread; public class FirstThreadTest extends Thread{ int i = 0; //重写run方法,run方法的方

Java中的HashSet详解和使用示例_动力节点Java学院整理

第1部分 HashSet介绍 HashSet 简介 HashSet 是一个没有重复元素的集合. 它是由HashMap实现的,不保证元素的顺序,而且HashSet允许使用 null 元素. HashSet是非同步的.如果多个线程同时访问一个哈希 set,而其中至少一个线程修改了该 set,那么它必须 保持外部同步.这通常是通过对自然封装该 set 的对象执行同步操作来完成的.如果不存在这样的对象,则应该使用 Collections.synchronizedSet 方法来"包装" set.

Java 中的HashMap详解和使用示例_动力节点Java学院整理

第1部分 HashMap介绍 HashMap简介 HashMap 是一个散列表,它存储的内容是键值对(key-value)映射. HashMap 继承于AbstractMap,实现了Map.Cloneable.java.io.Serializable接口. HashMap 的实现不是同步的,这意味着它不是线程安全的.它的key.value都可以为null.此外,HashMap中的映射不是有序的. HashMap 的实例有两个参数影响其性能:"初始容量" 和 "加载因子&quo

Java中List Set和Map之间的区别_动力节点Java学院整理

Java集合的主要分为三种类型: • Set(集) • List(列表) • Map(映射) 要深入理解集合首先要了解下我们熟悉的数组: 数组是大小固定的,并且同一个数组只能存放类型一样的数据(基本类型/引用类型),而JAVA集合可以存储和操作数目不固定的一组数据. 所有的JAVA集合都位于 java.util包中! JAVA集合只能存放引用类型的的数据,不能存放基本数据类型. 世间上本来没有集合,(只有数组参考C语言)但有人想要,所以有了集合 有人想有可以自动扩展的数组,所以有了List 有的

Java concurrency线程池之线程池原理(一)_动力节点Java学院整理

ThreadPoolExecutor简介 ThreadPoolExecutor是线程池类.对于线程池,可以通俗的将它理解为"存放一定数量线程的一个线程集合.线程池允许若个线程同时允许,允许同时运行的线程数量就是线程池的容量:当添加的到线程池中的线程超过它的容量时,会有一部分线程阻塞等待.线程池会通过相应的调度策略和拒绝策略,对添加到线程池中的线程进行管理." ThreadPoolExecutor数据结构 ThreadPoolExecutor的数据结构如下图所示: 各个数据在Thread

Java线程的生命周期和状态控制_动力节点Java学院整理

一.线程的生命周期 线程状态转换图: 1.新建状态 用new关键字和Thread类或其子类建立一个线程对象后,该线程对象就处于新生状态.处于新生状态的线程有自己的内存空间,通过调用start方法进入就绪状态(runnable). 注意:不能对已经启动的线程再次调用start()方法,否则会出现Javalang.IllegalThreadStateException异常. 2.就绪状态 处于就绪状态的线程已经具备了运行条件,但还没有分配到CPU,处于线程就绪队列(尽管是采用队列形式,事实上,把它称

Java concurrency线程池之线程池原理(三)_动力节点Java学院整理

线程有5种状态:新建状态,就绪状态,运行状态,阻塞状态,死亡状态.线程池也有5种状态:然而,线程池不同于线程,线程池的5种状态是:Running, SHUTDOWN, STOP, TIDYING, TERMINATED. 线程池状态定义代码如下: private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0)); private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3

Sql注入原理简介_动力节点Java学院整理

一.什么是sql注入呢? 所谓SQL注入,就是通过把SQL命令插入到Web表单递交或输入域名或页面请求的查询字符串,最终达到欺骗服务器执行恶意的SQL命令,比如先前的很多影视网站泄露VIP会员密码大多就是通过WEB表单递交查询字符暴出的,这类表单特别容易受到SQL注入式攻击.当应用程序使用输入内容来构造动态sql语句以访问数据库时,会发生sql注入攻击.如果代码使用存储过程,而这些存储过程作为包含未筛选的用户输入的字符串来传递,也会发生sql注入. 黑客通过SQL注入攻击可以拿到网站数据库的访问