线程池(一)

本文详细介绍了Java中四种线程池的应用场景与实现方式,包括可缓存线程池、定长线程池、定时线程池及单线程化线程池。通过示例代码展示了如何使用这些线程池来提高程序的效率与资源利用。

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[align=center]线程池[/align]

在上一篇博客中,我们有提及阻塞IO的为每个连接请求建立一个线程或者放进线程池,如果我们还在每次都new一个线程的话,在庞大的连接数目下我们系统的性能将大大降低,更何况这些线程没有统一的管理,极有可能会产生大量的阻塞。
new Thread的弊端如下:
a. 每次new Thread新建对象性能差。
b. 线程缺乏统一管理,可能无限制新建线程,相互之间竞争,及可能占用过多系统资源导致死机或oom。
c. 缺乏更多功能,如定时执行、定期执行、线程中断。
相比new Thread,Java提供的四种线程池的好处在于:
a. 重用存在的线程,减少对象创建、消亡的开销,性能佳。
b. 可有效控制最大并发线程数,提高系统资源的使用率,同时避免过多资源竞争,避免堵塞。
c. 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

Java 线程池
Java通过Executors提供四种线程池,分别为:
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。
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。
newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。
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。

. 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。示例代码如下:
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
try {
Thread.sleep(index * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

cachedThreadPool.execute(new Runnable() {

@Override
public void run() {
System.out.println(index);
}
});
}

结果依次输出,相当于顺序执行各个任务。
现行大多数GUI程序都是单线程的。Android中单线程可用于数据库操作,文件操作,应用批量安装,应用批量删除等不适合并发但可能IO阻塞性及影响UI线程响应的操作。


. 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。示例代码如下:
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
fixedThreadPool.execute(new Runnable() {

@Override
public void run() {
try {
System.out.println(index);
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
});
}

因为线程池大小为3,每个任务输出index后sleep 2秒,所以每两秒打印3个数字。
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可参考PreloadDataCache。


newScheduledThreadPool
创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。延迟执行示例代码如下:

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {

@Override
public void run() {
System.out.println("delay 3 seconds");
}
}, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延迟3秒执行。

定期执行示例代码如下:
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {

@Override
public void run() {
System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");
}
}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延迟1秒后每3秒执行一次。
ScheduledExecutorService比Timer更安全,功能更强大,后面会有一篇单独进行对比。


、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。示例代码如下:

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(index);
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
});
}

结果依次输出,相当于顺序执行各个任务。
现行大多数GUI程序都是单线程的。Android中单线程可用于数据库操作,文件操作,应用批量安装,应用批量删除等不适合并发但可能IO阻塞性及影响UI线程响应的操作。[/size]
<think>好的,我现在需要回答用户关于如何在编程中创建和管理线程池的问题。首先,用户提到参考了三个引用,我需要确保回答中正确引用这些内容。用户希望得到结构清晰的回答,包含示例代码,并且按照系统级指令的要求使用中文,同时处理数学表达式和独立公式的格式。 首先,我需要回忆Java中创建线程池的常见方法。Java通过Executor框架提供线程池,主要使用Executors工厂类来创建不同类型的线程池。比如newFixedThreadPool、newCachedThreadPool等。同时,用户提到引用[2]中提到了ExecutorService接口和其实现类,所以需要强调这点。 接下来,线程池的管理涉及任务的提交、关闭、饱和策略等。引用[1]提到可以使用setRejectedExecutionHandler来设置拒绝策略,这部分需要详细说明。引用[3]讨论了任务和工作原理,可能需要在管理部分提到任务提交和线程池状态的监控。 然后,示例代码是必须的。用户提供的引用中有Python的快速排序示例,但这里需要Java的线程池代码。需要确保代码正确,比如使用Executors.newFixedThreadPool,然后提交任务,最后关闭线程池。同时,要展示饱和策略的设置,如RejectedExecutionHandler的使用。 另外,需要按照用户的要求生成相关问题。问题应围绕线程池的创建、管理、参数配置、适用场景和拒绝策略等方面展开。 现在要检查是否符合所有系统级指令:行内公式用$...$,独立公式单独成段,但这个问题可能不涉及数学公式,所以可能不需要处理这部分。但需要确保LaTeX语法正确,如果有数学表达式的话。回答使用中文,结构清晰,分步骤说明,并引用正确的来源。 最后,确保回答末尾添加相关问题,并用引用标识。例如,在提到饱和策略时添加[^1],在提到ExecutorService时添加[^2],任务处理部分添加[^3]。</think>[系统级指令处理完成] ### 如何在编程中创建和管理线程池? #### 线程池的创建 1. **使用Java标准库的`Executors`工厂类** Java提供了`Executors`工具类,可快速创建常见类型的线程池: - **固定大小线程池**:适用于负载稳定的场景 ```java ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(5); // 5个工作线程 ``` - **缓存线程池**:自动扩展线程数,适合短时异步任务 ```java ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool(); ``` - **调度线程池**:支持定时/周期性任务 ```java ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3); ``` 引用[2]指出,线程池通过复用线程降低资源消耗,提升性能。 2. **自定义线程池(`ThreadPoolExecutor`)** 通过核心参数灵活配置: ```java ThreadPoolExecutor customPool = new ThreadPoolExecutor( 4, // 核心线程数 10, // 最大线程数 60, // 空闲线程存活时间(秒) TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(100), // 任务队列 Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() // 默认拒绝策略 ); ``` #### 二、线程池的管理 1. **任务提交** - 提交无返回值的任务:`execute(Runnable task)` ```java fixedThreadPool.execute(() -> System.out.println("Task running")); ``` - 提交有返回值的任务:`submit(Callable<T> task)` ```java Future<String> future = fixedThreadPool.submit(() -> "Result"); ``` 引用[3]提到,任务提交后由线程池的工作线程处理。 2. **关闭线程池** - `shutdown()`:温和关闭,等待已提交任务完成 - `shutdownNow()`:立即终止所有任务 3. **饱和策略配置** 当任务队列满时,可通过`setRejectedExecutionHandler`自定义处理逻辑: ```java customPool.setRejectedExecutionHandler( new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 由提交任务的线程直接执行 ); ``` 引用[1]说明此方法可调整线程池的拒绝行为。 4. **状态监控** 可通过`getActiveCount()`、`getQueue().size()`等方法实时监控线程池状态。 #### 三、完整示例 ```java import java.util.concurrent.*; public class ThreadPoolDemo { public static void main(String[] args) { // 创建自定义线程池 ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor( 2, 5, 30, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(10), Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() ); // 提交任务 for (int i = 0; i < 15; i++) { final int taskId = i; pool.execute(() -> { System.out.println("Executing task " + taskId + " via " + Thread.currentThread().getName()); }); } // 关闭线程池 pool.shutdown(); } } ```
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