线程池的使用

标记一下比较重要的类:

ExecutorService: 真正的线程池接口。
ScheduledExecutorService 能和Timer/TimerTask类似,解决那些需要任务重复执行的问题。
ThreadPoolExecutor ExecutorService的默认实现。
ScheduledThreadPoolExecutor 继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现,周期性任务调度的类实现。

要配置一个线程池是比较复杂的,尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下,很有可能配置的线程池不是较优的,因此在Executors类里面提供了一些静态工厂,生成一些常用的线程池。

  • newSingleThreadExecutor:创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作,也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束,那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。
  • newFixedThreadPool:创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程,直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变,如果某个线程因为执行异常而结束,那么线程池会补充一个新线程。
  • newCachedThreadPool:创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程,那么就会回收部分空闲(60秒不执行任务)的线程,当任务数增加时,此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制,线程池大小完全依赖于操作系统(或者说JVM)能够创建的最大线程大小。
  • newScheduledThreadPool:创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。
  • newSingleThreadExecutor:创建一个单线程的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

那我个人感觉就是new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAX_POOL_SIZE, KEEPALIVE_TIME, TIME_UNIT, workQueue, rejectedExecutionHandler);提供了更定制化的线程池制造方法。因为newFixedThreadPool方法其实也是return new ThreadPoolExecutor


java.util.concurrent.Executors类的API提供大量创建连接池的静态方法:

1.固定大小的线程池:

package BackStage;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
public class JavaThreadPool {
    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.newFixedThreadPool(2);
	// 创建实现了Runnable接口对象,Thread对象当然也实现了Runnable接口
	Thread t1 = new MyThread();
	Thread t2 = new MyThread();
	Thread t3 = new MyThread();
	Thread t4 = new MyThread();
	Thread t5 = new MyThread();
	// 将线程放入池中进行执行
	pool.execute(t1);
	pool.execute(t2);
	pool.execute(t3);
	pool.execute(t4);
	pool.execute(t5);
	// 关闭线程池
	pool.shutdown();
    }
}
class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
	System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。");
    }
}


2.单任务线程池:

//创建一个使用单个 worker 线程的 Executor,以无界队列方式来运行该线程。 
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor(); 

对于以上两种连接池,大小都是固定的,当要加入的池的线程(或者任务)超过池最大尺寸时候,则入此线程池需要排队等待。一旦池中有线程完毕,则排队等待的某个线程会入池执行。



1、shutdown方法:这个方法会平滑地关闭ExecutorService,当我们调用这个方法时,ExecutorService停止接受任何新的任务且等待已经提交的任务执行完成(已经提交的任务会分两类:一类是已经在执行的,另一类是还没有开始执行的),当所有已经提交的任务执行完毕后将会关闭ExecutorService。这里我们先不举例在下面举例。

 

2、awaitTermination方法:这个方法有两个参数,一个是timeout即超时时间,另一个是unit即时间单位。这个方法会使线程等待timeout时长,当超过timeout时间后,会监测ExecutorService是否已经关闭,若关闭则返回true,否则返回false。一般情况下会和shutdown方法组合使用。例如:

ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(4);
service.submit(new Task1());
service.submit(new Task1());
service.submit(new LongTask());
service.submit(new Task1());


service.shutdown();


while (!service.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS)) {
	System.out.println("线程池没有关闭");
}
System.out.println("线程池已经关闭");


这段代码中,我们在第三次提交了一个长任务,这个任务将执行10秒沉睡,紧跟着执行了一次shutdown()方法,假设:这时ExecutorService被立即关闭,下面调用service.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS)方法时应该返回true,程序执行结果应该只会打印出:“线程池已经关闭”。但是,真实的运行结果如下:
线程池没有关闭
线程池没有关闭
线程池没有关闭
线程池没有关闭
线程池没有关闭
线程池没有关闭
线程池没有关闭
线程池没有关闭
线程池没有关闭
线程池已经关闭


这说明我们假设错误,service.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS)每隔一秒监测一次ExecutorService的关闭情况,而长任务正好需要执行10秒,因此会在前9秒监测时ExecutorService为未关闭状态,而在第10秒时已经关闭,因此第10秒时输出:线程池已经关闭。这也验证了shutdown方法关闭ExecutorService的条件。

 

3、shutdownNow方法:这个方法会强制关闭ExecutorService,它将取消所有运行中的任务和在工作队列中等待的任务,这个方法返回一个List列表,列表中返回的是等待在工作队列中的任务。例如:

		ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
		service.submit(new LongTask());
		service.submit(new LongTask());
		service.submit(new LongTask());
		service.submit(new LongTask());
		service.submit(new LongTask());
		
		List<Runnable> runnables = service.shutdownNow();
		System.out.println(runnables.size());

		while (!service.awaitTermination(1, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
			System.out.println("线程池没有关闭");
		}
		System.out.println("线程池已经关闭");


这段代码中,我们限制了线程池的长度是3,提交了5个任务,这样将有两个任务在工作队列中等待,当我们执行shutdownNow方法时,ExecutorService被立刻关闭,所以在service.awaitTermination(1, TimeUnit.MILLISECONDS)方法校验时返回的是false,因此没有输出:线程池没有关闭。而在调用shutdownNow方法时,我们接受到了一个List,这里包含的是在工作队列中等待执行的任务,由于线程池长度为3,且执行的都是长任务,所以当提交了三个任务后线程池已经满了,剩下的两次提交只能在工作队列中等待,因此我们看到runnables的大小为2,结果如下:

2
线程池已经关闭


4、isTerminated方法:这个方法会校验ExecutorService当前的状态是否为“TERMINATED”即关闭状态,当为“TERMINATED”时返回true否则返回false。例如:

		ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
		service.submit(new Task1());
		service.submit(new Task1());
		service.submit(new LongTask());

		service.shutdown();
		System.out.println(System.currentTimeMillis());
		while (!service.isTerminated()) {
		}
		System.out.println(System.currentTimeMillis());


这段代码我们执行了两个正常的任务和一个长任务,然后调用了shutdown方法,我们知道调用shutdown方法并不会立即关闭ExecutorService,这时我们记录一下监测循环执行前的时间,在没有关闭前我们一直进入一个空循环中,直到 ExecutorService关闭后退出循环,这里我们知道长任务执行时间大约为10秒,我们看一下上述程序运行结果:

1303298818621
1303298828634
相差:10013毫秒,转换一下除以1000,得到相差大约10秒


这10秒正好是长任务执行的时间,因此在 ExecutorService正常关闭后isTerminated方法返回true。

 

5、isShutdown方法:这个方法在ExecutorService关闭后返回true,否则返回false。方法比较简单不再举例。

以上讨论是基于ThreadPoolExecutor的实现,不同的实现会有所不同需注意。


<think>好的,用户想了解如何正确使用线程池以及实现与配置的示例。首先,我需要回忆线程池的基本概念和主要参数。线程池的核心参数包括核心线程数、最大线程数、队列容量、拒绝策略等。根据不同的引用内容,ThreadPoolExecutor 是Java中实现线程池的关键类,而Spring Boot中也有相关的配置方法。 接下来,用户可能需要具体的配置示例。引用2提到了在Spring Boot中配置线程池,应该结合@Configuration和@Bean来创建线程池实例。需要展示代码示例,比如使用ThreadPoolTaskExecutor来设置参数,并说明各个参数的作用。 然后,正确使用线程池需要注意的问题,比如任务类型、资源管理、异常处理等。引用1提到线程池的不同配置的区别和用处,需要解释如何根据任务类型选择线程池类型,比如IO密集型或CPU密集型任务,核心线程数的设置不同。 另外,拒绝策略也是一个重点,Java内置的四种策略如AbortPolicy、CallerRunsPolicy等,需要举例说明何时使用哪种策略。引用3提到了线程池的监控和调优,可以通过获取活动线程数、完成任务数等指标来进行优化,这部分也需要涵盖。 用户可能还关心如何在实际项目中配置,比如在Spring Boot中的具体步骤,可能需要分点说明配置类、参数设置、注入使用等步骤。同时,代码示例要确保正确,比如展示如何创建线程池Bean,并在服务类中通过@Async调用。 最后,常见问题部分需要提醒用户避免的坑,比如合理设置参数、处理异常、及时关闭线程池等。可能还需要对比直接使用ThreadPoolExecutor和Spring封装的线程池之间的区别,以及异步注解的使用方法。 总结来说,回答需要结构清晰,分步骤讲解实现和配置,结合代码示例,引用相关内容,并列出常见问题和使用注意事项,确保用户能全面理解线程池的正确使用方法。</think>### 线程池使用方法与实现方式 #### 一、线程池的核心实现原理 线程池通过复用线程资源降低系统开销。其核心实现基于`ThreadPoolExecutor`类(Java)或`concurrent.futures`模块(Python)。以Java为例,`ThreadPoolExecutor`的关键参数包括: - **核心线程数**(`corePoolSize`):常驻线程数量 - **最大线程数**(`maximumPoolSize`):线程池允许的最大线程数 - **任务队列**(`workQueue`):缓存未执行任务的阻塞队列 - **拒绝策略**(`RejectedExecutionHandler`):任务超出处理能力时的处理方式 线程池工作流程如下: 1. 新任务提交时,优先使用核心线程处理 2. 核心线程满时,任务进入队列等待 3. 队列满时,创建新线程直到达到最大线程数 4. 所有资源耗尽时触发拒绝策略 #### 二、Spring Boot中的线程池配置示例(Java) 引用[2]中提到的Spring Boot配置方法: ```java @Configuration public class ThreadPoolConfig { @Bean("customThreadPool") public Executor taskExecutor() { ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor(); executor.setCorePoolSize(5); // 核心线程数 executor.setMaxPoolSize(10); // 最大线程数 executor.setQueueCapacity(100); // 队列容量 executor.setThreadNamePrefix("pool-");// 线程名前缀 executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()); executor.initialize(); return executor; } } ``` 使用时通过`@Async`注解调用: ```java @Service public class TaskService { @Async("customThreadPool") public void executeTask(Runnable task) { task.run(); } } ``` #### 三、线程池使用注意事项 1. **任务类型匹配** - I/O密集型任务:建议设置较大线程数(如`2 * CPU核心数`) - CPU密集型任务:线程数不宜过多(通常等于CPU核心数) 2. **拒绝策略选择** - `AbortPolicy`(默认):直接抛出异常 - `CallerRunsPolicy`:由提交任务的线程执行 - `DiscardOldestPolicy`:丢弃队列最旧任务 - `DiscardPolicy`:静默丢弃新任务 3. **资源监控** 通过`getActiveCount()`监控活跃线程数,`getCompletedTaskCount()`统计完成任务量[^3] #### 四、Python线程池示例 ```python from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor def task(n): return n * n with ThreadPoolExecutor(max_workers=4) as executor: futures = [executor.submit(task, i) for i in range(10)] results = [f.result() for f in futures] print(results) # 输出[0,1,4,9,...,81] ```
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