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线程池的创建方式

时间:2024-07-07 17:17:40

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线程池的创建方式

在 Java 语言中,并发编程都是通过创建线程池来实现的,而线程池的创建方式也有很多种,每种线程池的创建方式都对应了不同的使用场景,总体来说线程池的创建可以分为以下两类:

通过 ThreadPoolExecutor 手动创建线程池。

通过 Executors 执行器自动创建线程池。

而以上两类创建线程池的方式,又有 7 种具体实现方法,这 7 种实现方法分别是:

Executors.newFixedThreadPool:创建一个固定大小的线程池,可控制并发的线程数,超出的线程会在队列中等待。

Executors.newCachedThreadPool:创建一个可缓存的线程池,若线程数超过处理所需,缓存一段时间后会回收,若线程数不够,则新建线程。

Executors.newSingleThreadExecutor:创建单个线程数的线程池,它可以保证先进先出的执行顺序。

Executors.newScheduledThreadPool:创建一个可以执行延迟任务的线程池。

Executors.newSingleThreadScheduledExecutor:创建一个单线程的可以执行延迟任务的线程池。

Executors.newWorkStealingPool:创建一个抢占式执行的线程池(任务执行顺序不确定)【JDK 1.8 添加】。

ThreadPoolExecutor:手动创建线程池的方式,它创建时最多可以设置 7 个参数。

接下来我们分别来看这 7 种线程池的具体使用。

1.FixedThreadPool

创建一个固定大小的线程池,可控制并发线程数。使用 FixedThreadPool 创建 2 个固定大小的线程池,具体实现代码如下:

publicstaticvoidfixedThreadPool(){//创建2个线程的线程池ExecutorServicethreadPool=Executors.newFixedThreadPool(2);//创建任务Runnablerunnable=newRunnable(){@Overridepublicvoidrun(){System.out.println("任务被执行,线程:"+Thread.currentThread().getName());}};//线程池执行任务(一次添加4个任务)//执行任务的方法有两种:submit和executethreadPool.submit(runnable);//执行方式1:submitthreadPool.execute(runnable);//执行方式2:executethreadPool.execute(runnable);threadPool.execute(runnable);}

以上程序的执行结果如下图所示:

如果觉得以上方法比较繁琐,还用使用以下简单的方式来实现线程池的创建和使用:

publicstaticvoidfixedThreadPool(){//创建线程池ExecutorServicethreadPool=Executors.newFixedThreadPool(2);//执行任务threadPool.execute(()->{System.out.println("任务被执行,线程:"+Thread.currentThread().getName());});}

2.CachedThreadPool

创建一个可缓存的线程池,若线程数超过任务所需,那么多余的线程会被缓存一段时间后才被回收,若线程数不够,则会新建线程。CachedThreadPool 使用示例如下:

publicstaticvoidcachedThreadPool(){//创建线程池ExecutorServicethreadPool=Executors.newCachedThreadPool();//执行任务for(inti=0;i<10;i++){threadPool.execute(()->{System.out.println("任务被执行,线程:"+Thread.currentThread().getName());try{TimeUnit.SECONDS.sleep(1);}catch(InterruptedExceptione){}});}}

以上程序的执行结果如下图所示:

从上述结果可以看出,线程池创建了 10 个线程来执行相应的任务。

使用场景

CachedThreadPool 是根据短时间的任务量来决定创建的线程数量的,所以它适合短时间内有突发大量任务的处理场景。

3.SingleThreadExecutor

创建单个线程的线程池,它可以保证先进先出的执行顺序。SingleThreadExecutor 使用示例如下:

publicstaticvoidsingleThreadExecutor(){//创建线程池ExecutorServicethreadPool=Executors.newSingleThreadExecutor();//执行任务for(inti=0;i<10;i++){finalintindex=i;threadPool.execute(()->{System.out.println(index+":任务被执行");try{TimeUnit.SECONDS.sleep(1);}catch(InterruptedExceptione){}});}}

以上程序的执行结果如下图所示:

单个线程的线程池有什么意义?

单个线程的线程池相比于线程来说,它的优点有以下 2 个:

可以复用线程:即使是单个线程池,也可以复用线程。

提供了任务管理功能:单个线程池也拥有任务队列,在任务队列可以存储多个任务,这是线程无法实现的,并且当任务队列满了之后,可以执行拒绝策略,这些都是线程不具备的。

4.ScheduledThreadPool

创建一个可以执行延迟任务的线程池。使用示例如下:

publicstaticvoidscheduledThreadPool(){//创建线程池ScheduledExecutorServicethreadPool=Executors.newScheduledThreadPool(5);//添加定时执行任务(1s后执行)System.out.println("添加任务,时间:"+newDate());threadPool.schedule(()->{System.out.println("任务被执行,时间:"+newDate());try{TimeUnit.SECONDS.sleep(1);}catch(InterruptedExceptione){}},1,TimeUnit.SECONDS);}

以上程序的执行结果如下图所示:

从上述结果可以看出,任务在 1 秒之后被执行了,实现了延迟 1s 再执行任务。

5.SingleThreadScheduledExecutor

创建一个单线程的可以执行延迟任务的线程池,此线程池可以看作是 ScheduledThreadPool 的单线程池版本。它的使用示例如下:

publicstaticvoidSingleThreadScheduledExecutor(){//创建线程池ScheduledExecutorServicethreadPool=Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();//添加定时执行任务(2s后执行)System.out.println("添加任务,时间:"+newDate());threadPool.schedule(()->{System.out.println("任务被执行,时间:"+newDate());try{TimeUnit.SECONDS.sleep(1);}catch(InterruptedExceptione){}},2,TimeUnit.SECONDS);}

以上程序的执行结果如下图所示:

从上述结果可以看出,任务在 2 秒之后被执行了。

6.newWorkStealingPool

创建一个抢占式执行的线程池(任务执行顺序不确定),此方法是 JDK 1.8 版本新增的,因此只有在 JDK 1.8 以上的程序中才能使用。newWorkStealingPool 使用示例如下:

publicstaticvoidworkStealingPool(){//创建线程池ExecutorServicethreadPool=Executors.newWorkStealingPool();//执行任务for(inti=0;i<10;i++){finalintindex=i;threadPool.execute(()->{System.out.println(index+"被执行,线程名:"+Thread.currentThread().getName());});}//确保任务执行完成while(!threadPool.isTerminated()){}}

以上程序的执行结果如下图所示:

从上述结果可以看出,任务的执行顺序是不确定的,因为它是抢占式执行的。

7.ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor 是最原始、也是最推荐的手动创建线程池的方式,它在创建时最多提供 7 个参数可供设置。ThreadPoolExecutor 使用示例如下:

publicstaticvoidmyThreadPoolExecutor(){//创建线程池ThreadPoolExecutorthreadPool=newThreadPoolExecutor(5,10,100,TimeUnit.SECONDS,newLinkedBlockingQueue<>(10));//执行任务for(inti=0;i<10;i++){finalintindex=i;threadPool.execute(()->{System.out.println(index+"被执行,线程名:"+Thread.currentThread().getName());try{Thread.sleep(1000);}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}});}}

以上程序的执行结果如下图所示:

ThreadPoolExecutor 相比于其他创建线程池的优势在于,它可以通过参数来控制最大任务数和拒绝策略,让线程池的执行更加透明和可控,所以在阿里巴巴《Java开发手册》是这样规定的:

【强制要求】线程池不允许使用 Executors 去创建,而是通过 ThreadPoolExecutor 的方式,这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则,规避资源耗尽的风险。

说明:Executors 返回的线程池对象的弊端如下:

1) FixedThreadPool 和 SingleThreadPool:允许的请求队列长度为 Integer.MAX_VALUE,可能会堆积大量的请求,从而导致 OOM。

2)CachedThreadPool:允许的创建线程数量为 Integer.MAX_VALUE,可能会创建大量的线程,从而导致 OOM。

总结

线程池的创建方式总共有以下 7 种:

Executors.newFixedThreadPool:创建一个固定大小的线程池,可控制并发的线程数,超出的线程会在队列中等待。

Executors.newCachedThreadPool:创建一个可缓存的线程池,若线程数超过处理所需,缓存一段时间后会回收,若线程数不够,则新建线程。

Executors.newSingleThreadExecutor:创建单个线程数的线程池,它可以保证先进先出的执行顺序。

Executors.newScheduledThreadPool:创建一个可以执行延迟任务的线程池。

Executors.newSingleThreadScheduledExecutor:创建一个单线程的可以执行延迟任务的线程池。

Executors.newWorkStealingPool:创建一个抢占式执行的线程池(任务执行顺序不确定)【JDK 1.8 添加】。

ThreadPoolExecutor:手动创建线程池的方式,它创建时最多可以设置 7 个参数。

线程池的创建推荐使用最后一种 ThreadPoolExecutor 的方式来创建,因为使用它可以明确线程池的运行规则,规避资源耗尽的风险

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