java中的线程池

1.什么是线程池?

目录

1.什么是线程池?

2.如何创建一个线程池?

(1)利用Excetors中的静态方法:

(2)利用ThreadPoolExcutor最原始的创建线程池的途径


在java中因为进程的创建和调度太重(太耗费时间和资源),所以我们引入了线程.但是所谓没有对比就没有伤害,在后来的开发要求更加高效时,线程已经不能满足程序员们的需求了,这个时候就有了两条路可供选择.

(1)创建出更轻量的线程->协程

(2)提前准备好多个线程,需要的时候就直接拿来用->线程池

因为java的标椎库中还没有引进协程所以我们一般使用线程池来解决问题.

提到线程池就不得不说一下"工厂模式","工厂模式"是一种设计模式,设计模式类似于下棋中的棋谱,是固定的套路.主要目的是为了让初学者能够按照套路来写代码,提高效率.

而"工厂模式"总的概括就是用普通方法来代替构造方法,因为java中的构造方法有坑!面对多个不同的需求时可能要重载构造方法,但是重载又要求方法名必须相同,参数个数和类型不同.所以有些需求满足不了,这个时候我们利用普通方法来代替构造方法,就可以利用方法名的不同来完成需求.

所以线程池的创建就用一个工厂类来完成的.

2.如何创建一个线程池?

线程池的创建有很多种,但主要分为两大类:

(1)利用Excetors中的静态方法:

第一种:创建的线程池中的线程数量是动态变化的,根据你的任务量变化;

第二,三种:创建的线程池中的线程数量是固定的;

第四种:创建的线程池中只有一个线程

第五种:创建的线程池可以定时执行,类似于定时器.但其中的扫描线程的任务由单独的线程池完成.

以上几种全是由包装ThreadPoolExecutor后实现的,

(2)利用ThreadPoolExecutor最原始的创建线程池的途径

我们先去了解ThreadPoolExecutor在java的标准库中的参数,在java.util.concurrent包中.这个包中很多的类都是和并发编程相关的.

首先看到英文文档不要害怕,不要相信我比中文文档更容易理解,毕竟写的代码是英文的.这里显示的是ThreadPoolExcutor类的构造方法,

int corePoolSize这是规定线程池中的核心线程数,int maxmumPoolSize规定了最大线程数.

这里我们类比一下公司中的实习生和正式员工.正式生就类比于核心线程数,而(实习生+正式员工)=最大线程数.如果任务比较多那就多招点实习生,如果任务少就淘汰一些实习生.这里的实习生就类似于不是核心线程的其他线程.

long keepAliveTime这个参数是设置实习生能够不工作的最大时间,如果时间到了就淘汰(销毁).

TimeUnit unit 时间的单位(分钟,秒等等)

BlockingQueue<Runnable> workQueue 线程池的任务队列(用阻塞队列来实现)

ThreadFactory threadFactory 用来创建线程的.

RejectedExecutionHanler hanler 描述了线程池的"拒绝策略".线程池的任务如果满了,这个时候如何去处理这件事就是这个参数干的事.

这四种策略就是java标准库中提供的策略.

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy这种策略是如果任务满了,就抛异常.简单来说就是罢工,给我这么多活,还给我派活.那我不仅这个活不干了,以前给我的活也不干了..

ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy 谁让你执行这个任务就让谁干.类似于室友让你关个灯你回他:你怎么不去关个灯.

ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy 放弃最早执行的任务->立马放弃手中的任务来执行放进来的任务

ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy 放弃最新执行的任务 -> 相当于别人让你去干活你没听见,照样干自己原本的事情.

下面我们可以自己实现一个简单的线程池:

package Thread;

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

class MyThreadPoolExecutor{
    private BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<>();

    public MyThreadPoolExecutor(int n) {
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            while (true) {
                Thread thread = new Thread(()->{
                    try {
                        Runnable runnable = queue.take();
                        runnable.run();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                });
                thread.start();
            }
        }
    }
    public void submit(Runnable runnable) throws InterruptedException {
        queue.put(runnable);
    }
}
public class ThreadDemo29 {

    public static void main(String[] args) {

    }

}
### Java线程池的使用方法及示例代码 Java 中的线程池主要用于管理和重用线程资源,从而提高应用程序的性能和响应速度。以下是关于线程池的具体实现方式及相关示例代码。 #### 一、线程池的核心概念 线程池的主要目的是减少每次创建新线程所带来的开销,并允许更高效地管理并发任务。核心组件包括 `Executor` 接口及其子接口 `ExecutorService`,以及具体的实现类如 `ThreadPoolExecutor` 和一些便捷工厂方法(如 `Executors.newFixedThreadPool()` 等)[^1]。 --- #### 二、常用的线程池类型及其实现 ##### 2.1 FixedThreadPool 此线程池具有固定的线程数量,超出的任务会被放入队列中等待执行。 ```java // 创建一个固定大小为3的线程池 ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3); for (int i = 0; i < 5; i++) { final int taskNumber = i; fixedThreadPool.execute(() -> { System.out.println("Task " + taskNumber + " is running on thread " + Thread.currentThread().getName()); }); } fixedThreadPool.shutdown(); // 关闭线程池 ``` 这种方式适用于需要严格控制并发线程数的情况[^2]。 --- ##### 2.2 CachedThreadPool 此类线程池会根据需要动态创建新的线程,但在空闲时会回收未使用的线程。 ```java ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 10; i++) { final int taskIndex = i; cachedThreadPool.submit(() -> { try { Thread.sleep(100); // 模拟耗时操作 } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } System.out.println("Executing Task " + taskIndex); }); } cachedThreadPool.shutdown(); ``` 适合短生命周期的小型任务场景。 --- ##### 2.3 SingleThreadExecutor 仅有一个工作线程,按顺序依次执行提交的任务。 ```java ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor(); singleThreadExecutor.submit(() -> System.out.println("First Task")); singleThreadExecutor.submit(() -> System.out.println("Second Task")); singleThreadExecutor.shutdown(); ``` 常用于串行化任务处理。 --- ##### 2.4 ScheduledThreadPool 能够安排命令在未来某个时刻执行,也可以周期性地重复执行某项任务。 ```java ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(2); scheduledThreadPool.schedule(() -> System.out.println("Delayed Task"), 2, TimeUnit.SECONDS); scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(() -> { System.out.println("Periodic Task at " + LocalDateTime.now()); }, 0, 1, TimeUnit.SECONDS); scheduledThreadPool.shutdown(); ``` 对于定时任务非常有用。 --- ##### 2.5 WorkStealingPool (JDK 1.8 新增) 利用 ForkJoinPool 技术实现的工作窃取算法,旨在最大化 CPU 利用率。 ```java ExecutorService workStealingPool = Executors.newWorkStealingPool(); IntStream.rangeClosed(1, 5).forEach(i -> { workStealingPool.submit(() -> { System.out.println("Task-" + i + " executed by " + Thread.currentThread().getName()); }); }); workStealingPool.shutdown(); ``` 推荐在高吞吐量计算密集型环境中采用。 --- #### 三、手动创建线程池 (`ThreadPoolExecutor`) 如果默认提供的几种线程池无法完全满足业务需求,则可通过 `ThreadPoolExecutor` 自定义更多细节参数。 ```java ThreadPoolExecutor customThreadPool = new ThreadPoolExecutor( 2, // 核心线程数 corePoolSize 4, // 最大线程数 maximumPoolSize 60L, // 空闲线程存活时间 keepAliveTime TimeUnit.SECONDS, // 时间单位 unit new LinkedBlockingQueue<>(100)); // 任务队列 queue customThreadPool.execute(() -> System.out.println("Custom Pool Example")); customThreadPool.shutdown(); ``` 通过调整这些参数可以灵活应对各种复杂情况。 --- ### 总结 以上分别介绍了五种典型的线程池类型及其适用范围,并提供了相应的代码片段帮助理解其基本用法。合理选用合适的线程池有助于优化系统的整体表现。
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