8.线程池

原创 于 2018-12-28 20:06:11 发布 · 171 阅读 · 0 ·
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本文详细解析了Java线程池的工作原理，包括有界队列与无界队列的区别，以及不同拒绝策略的实现方式。通过具体示例，展示了线程池如何处理任务，如何在任务过多时进行队列管理和线程调度。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

在这里插入图片描述
例子：

//主类
public class Main {

    public static void main(String[] args) throws  Exception{
        BlockingQueue<Data>  queue=new LinkedBlockingQueue<Data>(10);


        //生产者
        Provider p1 = new Provider(queue);
        Provider p2 = new Provider(queue);
        Provider p3 = new Provider(queue);

        //消费者
        Consumer c1 = new Consumer(queue);
        Consumer c2 = new Consumer(queue);
        Consumer c3 = new Consumer(queue);



       //创建线程池
        ExecutorService cachePool = Executors.newCachedThreadPool();
        cachePool.execute(p1);
        cachePool.execute(p2);
        cachePool.execute(p3);
        cachePool.execute(c1);
        cachePool.execute(c2);
        cachePool.execute(c3);



        try {

            Thread.sleep(3000);
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        p1.stop();
        p2.stop();
        p3.stop();

        try {

            Thread.sleep(2000);
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }

    }



}
//生产者
public class Provider implements Runnable {

    //共享缓存区
    private BlockingQueue<Data> queue;

    private volatile boolean isRunning =true;

    private static AtomicInteger count= new AtomicInteger();

    private static Random r = new Random();

    public Provider(BlockingQueue queue){
        this.queue=queue;
    }



    @Override
    public void run() {
        while (isRunning){
            try {
                Thread.sleep(r.nextInt(1000));
                //获取的数据进行累计
                int id = count.incrementAndGet();
                //比如通过一个getData方法获取了
                Data data = new Data(Integer.toString(id), "数据" + id);
                System.out.println("当前线程："+Thread.currentThread().getName()+"，获取了数据Id," +data.getId()+
                        "装载到queue中去");
                //2秒钟没有加进去，返回false
                if (!this.queue.offer(data,2, TimeUnit.SECONDS)){
                    System.out.println("提交到Queue数据失败");

                }
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

    public  void stop(){
        this.isRunning=false;
    }
}

//消费者
public class Consumer  implements  Runnable{

    private BlockingQueue<Data> queue;

    public Consumer(BlockingQueue queue){
        this.queue=queue;
    }


    //随机对象
    private static Random r =new Random();

    @Override
    public void run() {

        while (true){
            try {
                Data data = this.queue.take();
                //模仿数据处理
                Thread.sleep(r.nextInt(1000));
                System.out.println("当前消费线程:"+Thread.currentThread().getName()+",消费成功" +
                        "消费数据Id为："+data.getId());
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
//data类
public class Data {
    private String id;
    private String name;
    public Data(String id,String name){
        this.id=id;
        this.name=name;
    }

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Data{" +
                "id='" + id + '\'' +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}
输出结果：

当前线程：pool-1-thread-1，获取了数据Id,1装载到queue中去
当前线程：pool-1-thread-3，获取了数据Id,2装载到queue中去
当前消费线程:pool-1-thread-5,消费成功消费数据Id为：2
当前线程：pool-1-thread-1，获取了数据Id,3装载到queue中去
当前线程：pool-1-thread-3，获取了数据Id,4装载到queue中去
当前消费线程:pool-1-thread-5,消费成功消费数据Id为：4
当前消费线程:pool-1-thread-6,消费成功消费数据Id为：3
当前线程：pool-1-thread-2，获取了数据Id,5装载到queue中去
当前消费线程:pool-1-thread-5,消费成功消费数据Id为：5
当前消费线程:pool-1-thread-4,消费成功消费数据Id为：1
当前线程：pool-1-thread-2，获取了数据Id,6装载到queue中去
当前线程：pool-1-thread-1，获取了数据Id,7装载到queue中去
当前线程：pool-1-thread-3，获取了数据Id,8装载到queue中去
当前线程：pool-1-thread-1，获取了数据Id,9装载到queue中去
当前线程：pool-1-thread-2，获取了数据Id,10装载到queue中去
当前消费线程:pool-1-thread-6,消费成功消费数据Id为：6
当前线程：pool-1-thread-3，获取了数据Id,11装载到queue中去
当前消费线程:pool-1-thread-6,消费成功消费数据Id为：9
当前线程：pool-1-thread-2，获取了数据Id,12装载到queue中去
当前线程：pool-1-thread-1，获取了数据Id,13装载到queue中去
当前线程：pool-1-thread-2，获取了数据Id,14装载到queue中去
当前消费线程:pool-1-thread-4,消费成功消费数据Id为：8
当前消费线程:pool-1-thread-5,消费成功消费数据Id为：7
当前线程：pool-1-thread-2，获取了数据Id,15装载到queue中去
当前消费线程:pool-1-thread-4,消费成功消费数据Id为：11
当前线程：pool-1-thread-2，获取了数据Id,16装载到queue中去
当前线程：pool-1-thread-3，获取了数据Id,17装载到queue中去
当前消费线程:pool-1-thread-4,消费成功消费数据Id为：13
当前消费线程:pool-1-thread-6,消费成功消费数据Id为：10
当前线程：pool-1-thread-2，获取了数据Id,18装载到queue中去
当前线程：pool-1-thread-3，获取了数据Id,19装载到queue中去
当前消费线程:pool-1-thread-4,消费成功消费数据Id为：14
当前线程：pool-1-thread-3，获取了数据Id,20装载到queue中去
当前线程：pool-1-thread-1，获取了数据Id,21装载到queue中去
当前消费线程:pool-1-thread-5,消费成功消费数据Id为：12
当前消费线程:pool-1-thread-4,消费成功消费数据Id为：16
当前线程：pool-1-thread-2，获取了数据Id,22装载到queue中去
当前消费线程:pool-1-thread-6,消费成功消费数据Id为：15
当前消费线程:pool-1-thread-5,消费成功消费数据Id为：17
当前消费线程:pool-1-thread-4,消费成功消费数据Id为：18
当前消费线程:pool-1-thread-5,消费成功消费数据Id为：20
当前消费线程:pool-1-thread-6,消费成功消费数据Id为：19
当前消费线程:pool-1-thread-4,消费成功消费数据Id为：21
当前消费线程:pool-1-thread-5,消费成功消费数据Id为：22

Executor框架：

Executor框架

发现都是调用底层的同一个方法ThreadPoolExecutor（）

实现自定义线程池：
在这里插入图片描述

第一个参数corePoolSize：核心线程
表示线程池初始化的线程数量
第二个参数maxinumPoolSize:线程池最大线程数量
第三四个参数：表示线程执行完之后，多长时间回收 0表示线程执行完立刻回收
第五个参数:任务多了会放在该队列中
第七个参数：拒绝策略

newScheduledThreadPool：

 class Temp extends Thread {
    public void run(){
        System.out.println("run");
    }

}


public class ScheduleJob{
    public static void main(String[] args) {
        Temp temp = new Temp();
        //初始化线程的数量
        ScheduledExecutorService schedule = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        //第二个参数1表示初始化1秒之后去执行的时间，第二个参数表示3秒轮询
        schedule.scheduleWithFixedDelay(temp,1,3, TimeUnit.SECONDS);

    }
}

自定义线程池使用详解：
自定义线程池使用详解
例子：

1.有界队列
public class UseThreadPoolExecutor1 {

public static void main(String[] args) {

    /**
     * 在使用有界队列时，若有新的任务需要执行，如果线程池实际线程数小于corePoolSize，则优先创建线程，
     * 若大于corePoolSize，则会将任务加入队列，
     * 若队列已满，则在总线程数不大于maximumPoolSize的前提下，创建新的线程，
     * 若线程数大于maximumPoolSize，则执行拒绝策略。或其他自定义方式。
     *
     */
    ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
            1,//核心线程数量
            2,// 最大线程数量
            60,//空闲时间
            TimeUnit.SECONDS,//空闲时间的单位
            new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3)//指定一种队列 （有界队列）
    );

    MyTask mt1 = new MyTask(1, "任务1");
    MyTask mt2 = new MyTask(2, "任务2");
    MyTask mt3 = new MyTask(3, "任务3");
    MyTask mt4 = new MyTask(4, "任务4");
    MyTask mt5 = new MyTask(5, "任务5");
    MyTask mt6 = new MyTask(6, "任务6");

    pool.execute(mt1);
    pool.execute(mt2);
   /* pool.execute(mt3);
    pool.execute(mt4);
    pool.execute(mt5);*/
   // pool.execute(mt6);

    pool.shutdown();


}
}

public class MyTask implements Runnable {

	private int taskId;
	private String taskName;
	
	public MyTask(int taskId, String taskName){
		this.taskId = taskId;
		this.taskName = taskName;
	}
	
	public int getTaskId() {
		return taskId;
	}

	public void setTaskId(int taskId) {
		this.taskId = taskId;
	}

	public String getTaskName() {
		return taskName;
	}

	public void setTaskName(String taskName) {
		this.taskName = taskName;
	}

	@Override
	public void run() {
		try {
			System.out.println("run taskId =" + this.taskId);
			Thread.sleep(5*1000);
			//System.out.println("end taskId =" + this.taskId);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}		
	}
	
	public String toString(){
		return Integer.toString(this.taskId);
	}

}

说明：
pool.execute(mt1);
pool.execute(mt2);
pool.shutdown();
运行结果：
run taskId =1
run taskId =2
当放2个任务的时候，因为核心线程为1，第二个任务会放在队列里面。第一个结果出来之后5秒钟才会输出 run taskId =2 。

pool.execute(mt1);
pool.execute(mt2);
pool.execute(mt3);
pool.execute(mt4);
pool.execute(mt5);
pool.shutdown();

运行结果：
run taskId =1
run taskId =5
run taskId =2
run taskId =3
run taskId =4

放了5个任务已经，初始化一个线程执行一个，队列里面放3个 一共4个，超出的一个会另起一个线程。
所以先同时输出run taskId =1 run taskId =5，5秒后在同时输出run taskId =2 run taskId =3最后输出run taskId =4
pool.execute(mt1);
pool.execute(mt2);
pool.execute(mt3);
pool.execute(mt4);
pool.execute(mt5);
pool.execute(mt6);
pool.shutdown();
放了6个任务，队列满了，而且超出线程池最大线程数量。会执行拒绝策略。第6个任务会抛出异常。

2.无界队列

package com.bjsxt.height.concurrent018;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class UseThreadPoolExecutor2 implements Runnable{

	private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
	
	@Override
	public void run() {
		try {
			int temp = count.incrementAndGet();
			System.out.println("任务" + temp);
			Thread.sleep(2000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) throws Exception{
		//System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
		BlockingQueue<Runnable> queue = 
				new LinkedBlockingQueue<Runnable>();
				//new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10);
		ExecutorService executor  = new ThreadPoolExecutor(
					5, 		//core
					10, 	//max
					120L, 	//2fenzhong
					TimeUnit.SECONDS,
					queue);
		
		for(int i = 0 ; i < 20; i++){
			executor.execute(new UseThreadPoolExecutor2());
		}
		Thread.sleep(1000);
		System.out.println("queue size:" + queue.size());		//10
		Thread.sleep(2000);
	}


}

输出结果：
任务2
任务1
任务3
任务4
任务5
queue size:15
任务6
任务7
任务8
任务10
任务9
任务11
任务12
任务13
任务15
任务14
任务16
任务17
任务18
任务20
任务19

说明：会5个5个的执行

策略：

public class UseThreadPoolExecutor1 {


    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 在使用有界队列时，若有新的任务需要执行，如果线程池实际线程数小于corePoolSize，则优先创建线程，
         * 若大于corePoolSize，则会将任务加入队列，
         * 若队列已满，则在总线程数不大于maximumPoolSize的前提下，创建新的线程，
         * 若线程数大于maximumPoolSize，则执行拒绝策略。或其他自定义方式。
         *
         */
        ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
                1, 				//coreSize
                2, 				//MaxSize
                60, 			//60
                TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3)			//指定一种队列 （有界队列）
                //new LinkedBlockingQueue<Runnable>()
               // , new MyRejected()
               , new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
        );

        MyTask mt1 = new MyTask(1, "任务1");
        MyTask mt2 = new MyTask(2, "任务2");
        MyTask mt3 = new MyTask(3, "任务3");
        MyTask mt4 = new MyTask(4, "任务4");
        MyTask mt5 = new MyTask(5, "任务5");
        MyTask mt6 = new MyTask(6, "任务6");

        pool.execute(mt1);
        pool.execute(mt2);
        pool.execute(mt3);
        pool.execute(mt4);
        pool.execute(mt5);
        pool.execute(mt6);

        pool.shutdown();

    }
}

DiscardOldestPolicy丢弃最老的任务

输出结果：
run taskId =1
run taskId =5
run taskId =3
run taskId =4
run taskId =6
丢弃了任务2.。。

可以自定义策略：

例子：

public class UseThreadPoolExecutor1 {


    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 在使用有界队列时，若有新的任务需要执行，如果线程池实际线程数小于corePoolSize，则优先创建线程，
         * 若大于corePoolSize，则会将任务加入队列，
         * 若队列已满，则在总线程数不大于maximumPoolSize的前提下，创建新的线程，
         * 若线程数大于maximumPoolSize，则执行拒绝策略。或其他自定义方式。
         *
         */
        ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
                1, 				//coreSize
                2, 				//MaxSize
                60, 			//60
                TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3)			//指定一种队列 （有界队列）
                //new LinkedBlockingQueue<Runnable>()
              , new MyRejected()
              // , new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
        );

        MyTask mt1 = new MyTask(1, "任务1");
        MyTask mt2 = new MyTask(2, "任务2");
        MyTask mt3 = new MyTask(3, "任务3");
        MyTask mt4 = new MyTask(4, "任务4");
        MyTask mt5 = new MyTask(5, "任务5");
        MyTask mt6 = new MyTask(6, "任务6");

        pool.execute(mt1);
        pool.execute(mt2);
        pool.execute(mt3);
        pool.execute(mt4);
        pool.execute(mt5);
        pool.execute(mt6);

        pool.shutdown();

    }
}

//拒绝的类
public class MyRejected implements RejectedExecutionHandler{

	
	public MyRejected(){
	}
	
	@Override
	public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
		System.out.println("自定义处理..");
		System.out.println("当前被拒绝任务为：" + r.toString());
		

	}

}
实现了RejectedExecutionHandler接口

运行结果：

自定义处理…
run taskId =1
run taskId =5
当前被拒绝任务为：6
run taskId =2
run taskId =3
run taskId =4

可以在自定义策略里http请求返回给任务提交者，或者保存到日志，再次在后台统一处理比如跑批处理

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