Java ExecutorService四种线程池使用详解

Java ExecutorService四种线程池使用详解

1.引言

合理利用线程池能够带来三个好处。第一：降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。第二：提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。第三：提高线程的可管理性。线程是hmeIsOszab稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。但是要做到合理的利用线程池，必须对其原理了如指掌。

2.线程池使用

Executors提供的四种线程 1.newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。 2.newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。 3.newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。 4.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。

1.newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。示例如下

hmeIsOszabExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

for(int i=0;i<5;i++){

final int index = i;

try {

Thread.sleep(index * 1000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

executorService.execute(new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," +index);

}

});

}

//控制台信息

pool-1-thread-1,0

pool-1-thread-1,1

pool-1-thread-1,2

pool-1-thread-1,3

pool-1-thread-1,4

2.newFixedThreadPool创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。示例如下

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(4);

for(int i=0;i<5;i++) {

final int index = i;

fixedThreadPool.execute(new Runnable() {

@Override

public void run() {

try {

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ", " + index);

Thread.sleep(2000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

});

}

//控制台信息

pool-1-thread-1,0

pool-1-thread-2,1

pool-1-thread-3,2

pool-1-thread-4,3

pool-1-thread-1,4

3.newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持周期和定时任务示例如下

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);

System.out.println("before:" + System.currentTimeMillis()/1000);

scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println("延迟3秒执行的哦 :" + System.currentTimeMillis()/1000);

}

}, 3, TimeUnit.SECONDS);

System.out.println("after :" +System.currentTimeMillis()/1000);

//控制台信息

before:1518012703

after :1518012703

延迟3秒执行的哦 :1518012706

System.out.println("before:" + System.currentTimeMillis()/1000);

scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println("延迟1秒之后，3秒执行一次:" +System.currentTimeMillis()/1000);

}

}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

System.out.println("after :" +System.currentTimeMillis()/1000);

控制台消息

before:1518013024

after :1518013024

延迟1秒之后，3秒执行一次:1518013025

延迟1秒之后，3秒执行一次:1518013028

延迟1秒之后，3秒执行一次:1518013031

4.newSingleThreadExecutor创建一个单线程化的线hmeIsOszab程池，只会用工作线程来执行任务，保证顺序，示例如下

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

for (int i=0;i<10;i++) {

final int index = i;

singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {

@Override

public void run() {

try {

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," + index);

Thread.sleep(2000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

});

}

控制台信息

pool-1-thread-1,0

pool-1-thread-1,1

pool-1-thread-1,2

pool-1-thread-1,3

pool-1-thread-1,4

向线程池提交任务 ThreadPoolExecutor类中execute()和submit()区别 execute()方法实际上是Executor中声明的方法，在ThreadPoolExecutor进行了具体的实现，这个方法是ThreadPoolExecutor的核心方法，通过这个方法可以向线程池提交一个任务，交由线程池去执行。

submit()方法是在ExecutorService中声明的方法，在AbstractExecutorService就已经有了具体的实现，在ThreadPoolExecutor中并没有对其进行重写，这个方法也是用来向线程池提交任务的，但是它和execute()方法不同，它能够返回任务执行的结果，通过源码查看submit()方法的实现，会发现它实际上还是调用的execute()方法，只不过它利用了Future来获取任务执行结果。

/**

* @throws RejectedExecutionException {@inheritDoc}

* @throws NullPointerException {@inheritDoc}

*/

public Future> submit(Runnable task) {

if (task == null) throw new NullPointerException();

RunnableFuture ftask = newTashttp://kFor(task, null);

execute(ftask);

return ftask;

}

线程池的关闭 我们可以通过调用线程池的shutdown或shutdownNow方法来关闭线程池，但是它们的实现原理不同，shutdown的原理是只是将线程池的状态设置成SHUTDOWN状态，然后中断所有没有正在执行任务的线程。shutdownNow的原理是遍历线程池中的工作线程，然后逐个调用线程的interrupt方法来中断线程，所以无法响应中断的任务可能永远无法终止。shutdownNow会首先将线程池的状态设置成STOP，然后尝试停止所有的正在执行或暂停任务的线程，并返回等待执行任务的列表。

只要调用了这两个关闭方法的其中一个，isShutdown方法就会返回true。当所有的任务都已关闭后,才表示线程池关闭成功，这时调用isTerminaed方法会返回true。至于我们应该调用哪一种方法来关闭线程池，应该由提交到线程池的任务特性决定，通常调用shutdown来关闭线程池，如果任务不一定要执行完，则可以调用shutdownNow。

3.  线程池的分析

流程分析：线程池的主要工作流程如下图： java线程池主要工作流程

从上图我们可以看出，当提交一个新任务到线程池时，线程池的处理流程如下：

首先线程池判断基本线程池是否已满？没满，创建一个工作线程来执行任务。满了，则进入下个流程。

其次线程池判断工作队列是否已满？没满，则将新提交的任务存储在工作队列里。满了，则进入下个流程。

最后线程池判断整个线程池是否已满？没满，则创建一个新的工作线程来执行任务，满了，则交给饱和策略来处理这个任务。

**源码分析。**上面的流程分析让我们很直观的了解的线程池的工作原理，让我们再通过源代码来看看是如何实现的。线程池执行任务的方法如下：

public void execute(Runnable command) {

if (command == null)

throw new NullPointerException();

int c = ctl.get();

if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {

if (addWorker(command, true))

return;

c = ctl.get();

}

if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {

int recheck = ctl.get();

if (! isRunning(recheck) && remove(command))

reject(command);

else if (workerCountOf(recheck) == 0)

addWorker(null, false);

}

else if (!addWorker(command, false))

reject(command);

}

工作线程。线程池创建线程时，会将线程封装成工作线程Worker，Worker在执行完任务后，还会无限循环获取工作队列里的任务来执行。

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