常见的4种线程池

最新推荐文章于 2024-07-26 22:36:20 发布

一颗知足的心

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分类专栏：后端文章标签：多线程

原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/seu_calvin/article/details/52415337

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本文深入探讨了Android中线程池的实现原理，重点介绍了四种常见线程池：FixThreadPool、CachedThreadPool、ScheduledThreadPool和SingleThreadPool的特点及应用场景，通过生动的比喻帮助读者理解其工作流程。

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原文：http://blog.youkuaiyun.com/seu_calvin/article/details/52415337
使用线程池可以给我们带来很多好处，首先通过线程池中线程的重用，减少创建和销毁线程的性能开销。其次，能控制线程池中的并发数，否则会因为大量的线程争夺CPU资源造成阻塞。最后，线程池能够对线程进行管理，比如使用ScheduledThreadPool来设置延迟N秒后执行任务，并且每隔M秒循环执行一次。

下面会通过介绍线程池中的真正实现者——ThreadPoolExecutor来引出Android中的4类线程池的使用以及特性分析，会加上笔者自己的理解，和自认为比较恰当的比喻，帮助理解。

1．凡事得靠ThreadPoolExecutor（铺垫环节，懂的直接跳过）

Executor作为一个接口，它的具体实现就是ThreadPoolExecutor。

Android中的线程池都是直接或间接通过配置ThreadPoolExecutor来实现不同特性的线程池。

先介绍ThreadPoolExecutor的一个常用的构造方法。

/*
*@ ThreadPoolExecutor构造参数介绍
*@author SEU_Calvin
* @date 2016/09/03
*/
public ThreadPoolExecutor(
//核心线程数，除非allowCoreThreadTimeOut被设置为true，否则它闲着也不会死
int corePoolSize, 
//最大线程数，活动线程数量超过它，后续任务就会排队                   
int maximumPoolSize, 
//超时时长，作用于非核心线程（allowCoreThreadTimeOut被设置为true时也会同时作用于核心线程），闲置超时便被回收           
long keepAliveTime,                          
//枚举类型，设置keepAliveTime的单位，有TimeUnit.MILLISECONDS（ms）、TimeUnit. SECONDS（s）等
TimeUnit unit,
//缓冲任务队列，线程池的execute方法会将Runnable对象存储起来
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
//线程工厂接口，只有一个new Thread(Runnable r)方法，可为线程池创建新线程
ThreadFactory threadFactory)

ThreadPoolExecutor的各个参数所代表的特性注释中已经写的很清楚了，那么ThreadPoolExecutor执行任务时的心路历程是什么样的呢？（以下用currentSize表示线程池中当前线程数量）

（1）当currentSize<corePoolSize时，没什么好说的，直接启动一个核心线程并执行任务。

（2）当currentSize>=corePoolSize、并且workQueue未满时，添加进来的任务会被安排到workQueue中等待执行。

（3）当workQueue已满，但是currentSize<maximumPoolSize时，会立即开启一个非核心线程来执行任务。

（4）当currentSize>=corePoolSize、workQueue已满、并且currentSize>maximumPoolSize时，调用handler默认抛出RejectExecutionExpection异常。

2． Android中的四类线程池

Android中最常见的四类具有不同特性的线程池分别为FixThreadPool、CachedThreadPool、ScheduleThreadPool以及SingleThreadExecutor。

2.1 FixThreadPool（一堆人排队上公厕）

/*
*@FixThreadPool介绍
*@author SEU_Calvin
* @date 2016/09/03
*/
public static ExecutorService newFixThreadPool(int nThreads){
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
//使用
Executors.newFixThreadPool(5).execute(r);

（1）从配置参数来看，FixThreadPool只有核心线程，并且数量固定的，也不会被回收，所有线程都活动时，因为队列没有限制大小，新任务会等待执行。

（2）【前方高能，笔者脑洞】FixThreadPool其实就像一堆人排队上公厕一样，可以无数多人排队，但是厕所位置就那么多，而且没人上时，厕所也不会被拆迁，哈哈o(∩_∩)o ，很形象吧。

（3）由于线程不会回收，FixThreadPool会更快地响应外界请求，这也很容易理解，就好像有人突然想上厕所，公厕不是现用现建的。

2.2 SingleThreadPool（公厕里只有一个坑位）

/*
*@SingleThreadPool介绍
*@author SEU_Calvin
* @date 2016/09/03
*/
public static ExecutorService newSingleThreadPool (int nThreads){
    return new FinalizableDelegatedExecutorService ( new ThreadPoolExecutor (1, 1, 0, TimeUnit. MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()) );
}
//使用
Executors.newSingleThreadPool ().execute(r);

（1）从配置参数可以看出，SingleThreadPool只有一个核心线程，确保所有任务都在同一线程中按顺序完成。因此不需要处理线程同步的问题。

（2）【前方高能，笔者脑洞】可以把SingleThreadPool简单的理解为FixThreadPool的参数被手动设置为1的情况，即Executors.newFixThreadPool(1).execute®。所以SingleThreadPool可以理解为公厕里只有一个坑位，先来先上。为什么只有一个坑位呢，因为这个公厕是收费的，收费的大爷上年纪了，只能管理一个坑位，多了就管不过来了（线程同步问题）。

2.3 CachedThreadPool（一堆人去一家很大的咖啡馆喝咖啡）

/*
*@CachedThreadPool介绍
*@author SEU_Calvin
* @date 2016/09/03
*/
public static ExecutorService newCachedThreadPool(int nThreads){
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit. SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>());
}
//使用
Executors.newCachedThreadPool().execute(r);

（1）CachedThreadPool只有非核心线程，最大线程数非常大，所有线程都活动时，会为新任务创建新线程，否则利用空闲线程（60s空闲时间，过了就会被回收，所以线程池中有0个线程的可能）处理任务。

（2）任务队列SynchronousQueue相当于一个空集合，导致任何任务都会被立即执行。

（3）【前方高能，笔者脑洞】CachedThreadPool就像是一堆人去一个很大的咖啡馆喝咖啡，里面服务员也很多，随时去，随时都可以喝到咖啡。但是为了响应国家的“光盘行动”，一个人喝剩下的咖啡会被保留60秒，供新来的客人使用，哈哈哈哈哈，好恶心啊。如果你运气好，没有剩下的咖啡，你会得到一杯新咖啡。但是以前客人剩下的咖啡超过60秒，就变质了，会被服务员回收掉。

（4）比较适合执行大量的耗时较少的任务。喝咖啡人挺多的，喝的时间也不长。

2.4 ScheduledThreadPool（4个里面唯一一个有延迟执行和周期重复执行的线程池）

/*
*@ScheduledThreadPool介绍
*@author SEU_Calvin
* @date 2016/09/03
*/
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize){
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize){
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS, new DelayedQueue ());
}
//使用，延迟1秒执行，每隔2秒执行一次Runnable r
Executors. newScheduledThreadPool (5).scheduleAtFixedRate(r, 1000, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);