java线程池

一、在使用线程池之前先考虑几个问题:
1、线程的生命周期是怎样的?
线程分的状态有以下几个:
new:新建状态
Runnable:可运行状态(就绪状态)
Running:运行状态
Blocked:阻塞状态
Dead:死亡状态
注意以下几点:
1)、我们在new 一个线程之后,调用它的start()方法,这个时候线程并不是立即执行,只是就绪状态,它只有争取到CPU的执行时间之后,才能进入运行状态(Running)。
2)、造成阻塞的原因主要有两个:一是线程累了,要睡觉了,调用了sleep()方法;二是线程在执行的过程中,想要操作某个对象,这时候另外一个线程已经抢先一步占用了这个对象,恰好这个对象加了同步锁(synchronized),那该线程只好在边上等着,进入Blocked状态,或者是它抢到了这个对象的锁,但是在执行的过程中调用了wait()方法,又释放掉了,这时候也会进入Blocked状态。
具体线程的一辈子可以用下图表示:
这里写图片描述

2、为什么要引入线程池?有什么作用?
有时候我们创建和销毁一个线程用的时间比线程本身执行的时间(run方法)都要长,如果每次都要创建和销毁,是不是得不偿失?效率低下?线程池就是一种预先创建线程的技术,线程池在任务还没到来之前,创建一定数量的线程,放入到空闲队列中,然后对这些资源进行复用,减少了频繁的创建和销毁对象,这里的对象指线程对象。

二、线程池的使用方法
首先知道Executor和Executors的区别,各自怎么用。
Executor(是一个接口):Java1.5以后的java.util.concurrent的并发包里提供了一个线程池的顶级接口是Executor,它是一个执行线程的工具。它有两个子接口:ExectorService和ScheduledExectorService,通常是通过ExectorService来实现线程的创建。
Executors(是一个类):Executors类提供一些静态的工厂方法用来创建不同类型的线程池。分别有:
1)newSingleThreadExecutor:创建一个单线程的执行器(注意是以Executor结尾的)
2)newFixedThreadPool:创建一个固定大小的线程池
3)newCachedThreadPool:创建一个可缓存的线程池
4)newScheduledThreadPool:创建一个大小无限的线程池(用的不多)
分别说一说:
1)中是创建了一个执行器,那我们的线程呢?分析源码可以看到,在创建这个执行器的时候通过ThreadPoolExecutor方法为我们创建了一个大小为1的线程池。这种创建方法至始至终只存在一个线程,如果有多个任务(Runnable),需要排队等候,按调用的时间顺序先后执行。所有任务执行完了之后,该线程还是在那,并不会被销毁,等待新的任务来。
2)中是在每次提交一个任务的时候就创建一个线程,直到线程数量达到预先设定的最大值,就不在创建了,并且保持最大值。如果某个线程因为执行异常而结束,那么线程池就会补充一个新线程。例如,创建了固定大小为2的线程池,这时候execute了3个任务,只会执行2个,第三个要等待,只到前面有一个执行完了空出了地方,它才会被执行。
3)如果线程池的大小超过了处理任务所需的线程,那么就会回收部分空闲(60s不执行)的线程,当任务书又增加的时候,此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池的大小没有限制,依赖于操作系统或者(JVM)能够创建线程的最大数量。
4)此线程池支持定时以及周期性的执行任务的需求。
我简单写了点各个方法,相关代码如下(如有错误,欢迎批评指正):
//创建单线程池
private static void testsingleThreadExector() {
ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
for(int i=0;i<10;i++){
int index= i;
es.execute(new Runnable() {
public void run() {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+”—->”+index);
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
}
//创建固定大小线程池
private static void testFixedTheadPool() {
ExecutorService eService = Executors.newFixedThreadPool(2);
for(int i=0;i<10;i++){
int index=i;
eService.execute(new Runnable() {
public void run() {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+”—>”+index);
Thread.sleep(2000);
} catch (Exception e) {
}
}
});
}
}

//创建可缓存线程池
private static void testCacheThreadPool() {
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() {
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+”—>”+index);
}
});
}
}

<think>好的,我现在需要向用户介绍Java线程池。首先,我应该回忆一下线程池的基本概念和作用,然后考虑Java线程池的具体实现方式。用户可能想知道为什么使用线程池线程池有什么好处,以及如何在实际项目中使用。 线程池的主要目的是减少线程创建和销毁的开销,提高系统性能。Java通过Executor框架提供了线程池的支持,核心接口是ExecutorService。常见的线程池类型有FixedThreadPool、CachedThreadPool、SingleThreadExecutor和ScheduledThreadPool。需要解释每种线程池的特点和适用场景。 然后,我应该详细说明线程池的关键参数,比如核心线程数、最大线程数、存活时间、工作队列和拒绝策略。这些参数如何影响线程池的行为,用户配置时需要注意什么。 接下来,可能要给一个简单的代码示例,展示如何创建线程池并提交任务。例如使用Executors工厂类创建FixedThreadPool,然后用execute或submit方法提交Runnable或Callable任务。 另外,线程池的生命周期管理也很重要,比如shutdown和shutdownNow方法的区别,以及如何正确关闭线程池,避免资源泄漏。 还要提到线程池的常见问题,比如线程泄漏、死锁、资源竞争,以及如何合理设置线程池大小。可以建议根据任务类型(CPU密集型或IO密集型)来调整线程数量。 最后,强调线程池的优势,比如资源复用、控制并发数、管理线程生命周期等,以及不当使用可能带来的风险,比如线程数过多导致内存溢出。 需要确保内容结构清晰,分点说明,使用用户容易理解的语言,避免过于技术化的术语,同时覆盖关键知识点。如果有不确定的地方,比如某些参数的默认值或具体实现细节,需要再次确认Java文档,保证准确性。</think>Java线程池是一种管理和复用线程的机制,能够有效提升多线程程序的性能和资源利用率。下面分步骤详细介绍: --- ### 一、为什么需要线程池? 1. **降低资源消耗** 频繁创建/销毁线程会消耗系统资源,线程池通过复用已有线程减少开销。 2. **提高响应速度** 任务到达时可直接使用空闲线程,无需等待线程创建。 3. **控制并发数量** 通过限制线程数量,防止资源竞争导致系统崩溃。 --- ### 二、线程池核心参数 Java线程池通过`ThreadPoolExecutor`类实现,构造函数包含以下关键参数: ```java public ThreadPoolExecutor( int corePoolSize, // 核心线程数 int maximumPoolSize, // 最大线程数 long keepAliveTime, // 非核心线程空闲存活时间 TimeUnit unit, // 时间单位 BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 任务队列 RejectedExecutionHandler handler // 拒绝策略 ) ``` --- ### 三、线程池工作流程 1. 提交任务后,优先使用核心线程执行。 2. 核心线程全忙时,任务进入工作队列。 3. 队列满后,创建非核心线程(不超过`maximumPoolSize`)。 4. 线程数达上限且队列已满,触发拒绝策略。 --- ### 四、常见线程池类型 通过`Executors`工厂类创建: 1. **FixedThreadPool** $$ \text{固定线程数} = \text{核心线程数} = \text{最大线程数} $$ 适用于负载较重的服务器。 2. **CachedThreadPool** $$ \text{线程数动态调整,空闲线程60秒回收} $$ 适合短时异步任务。 3. **SingleThreadExecutor** $$ \text{单线程顺序执行任务} $$ 保证任务顺序性。 4. **ScheduledThreadPool** 支持定时/周期性任务。 --- ### 五、拒绝策略 当线程池无法处理新任务时,触发以下策略: 1. **AbortPolicy**(默认):抛出`RejectedExecutionException`。 2. **CallerRunsPolicy**:由提交任务的线程直接执行。 3. **DiscardPolicy**:静默丢弃新任务。 4. **DiscardOldestPolicy**:丢弃队列中最老的任务。 --- ### 六、使用示例 ```java // 创建固定大小的线程池 ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4); // 提交Runnable任务 executor.execute(() -> { System.out.println("Task executed by " + Thread.currentThread().getName()); }); // 提交Callable任务并获取Future Future<Integer> future = executor.submit(() -> { return 42; }); // 关闭线程池(不再接受新任务) executor.shutdown(); ``` --- ### 七、最佳实践 1. **合理设置线程数** - CPU密集型任务:$$ \text{线程数} = \text{CPU核心数} + 1 $$ - IO密集型任务:$$ \text{线程数} = \text{CPU核心数} \times 2 $$ 2. **避免使用无界队列** 防止内存溢出(如默认的`LinkedBlockingQueue`无界)。 3. **显式关闭线程池** 调用`shutdown()`或`shutdownNow()`,否则可能导致线程泄漏。 --- 通过合理使用线程池,可以在保证系统稳定性的同时,充分发挥多线程编程的优势。
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