java多线程
2.3 线程池
创建线程是需要一定的代价的,因此,在一个应用程序中创建过多的线程会占用大量系统资源,降低程序的执行速度,甚至造成java虚拟机的崩溃。使用线程池主要出于两种目的,首先,一个线程池会维护一定数量的线程,当新的多线程任务到来后,线程池会寻求一个空闲线程执行任务,如果线程池中没有可用的空闲线程,那么线程池等待(不同线程池的动作不同)直至有新的空闲线程的产生,如果线程池中的某个线程执行结束,那么这个线程不会立即销毁退出,它会作为一个空闲线程放入线程池中,以便执行其他的线程任务。其次,使用线程池可以减少系统内并发线程的数目,防止系统因创建过多线程而导致的性能下降或崩溃。一般情况下,系统中存在大量的生命期较短的线程,应当使用线程池。
2.3.1 创建线程池
线程池的创建需要调用Executor的一些静态工厂方法。Executor的newCachedThreadPool可用创建一个缓冲的线程池,此类线程池,在系统需要的时候会创建新线程,空闲线程等待指定时间后仍未被使用将会被释放(具体开启多少线程,由系统决定)。newFixedThreadPool用来创建一个指定大小的线程池。newSingleThreadExecutor用来生成单一线程的线程池,这个线程池会按照顺序一个接一个的执行线程任务。newScheduleThreadPool用于执行固定频率的线程任务(替代Timer)。newSingleThreadScheduleExecutor用来创建固定频率任务的单线程线程池。
在线程池创建后,任务执行完成后使用shutDown方法释放线程池资源。
Demo2-9将从0-99求和的程序使用了线程池的方法进行了修改。在主线程中创建了线程池,然后将计算任务分发到下面的子线程,最后主线程统计计算任务输出结果。在这个过程中每个子线程都输出了自己线程的名字,可以便于我们观察到底是哪个线程执行了当前线程任务,从结果中不难看出,很多线程执行了多个任务。此外,调用线程池的shutDown方法,并不会造成阻塞,在主线程中需要设置专门的同步策略(这里用的是CountDownLatch)来等待所有子线程结束。当线程池调用shutDown方法后,线程池并不会立即关闭,而是在线程池没有任务执行的情况下才关闭管辖的所有线程,可以通过调用shutDownNow方法即时关闭线程池。此外ThreadPoolExecutor类可以包装一个ExecutorServer类,并提供了一些对线程池的附加操作(他们之间的关系同Thread与FutureTask的关系相似),可以查阅java API获取更多的知识。
Demo2-9 线程池示例
package com.upc.upcgrid.guan.advancedJava.chapter02;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
class OnceComputePool implements Runnable{
private int begin;
private int end;
private CountDownLatch latch;
private int sum = 0;
public OnceComputePool(int begin,int end) {
this.begin = begin;
this.end = end;
}
public OnceComputePool(int begin, int end, CountDownLatch latch) {
this.begin = begin;
this.end = end;
this.latch = latch;
}
@Override
public void run() {
for(int i = begin; i < end ; i++)
sum += i;
System.err.println(Thread.currentThread().getName());
latch.countDown();
}
public int getSum()
{
return sum;
}
}
public class ThreadPool {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final int MAX_THREAD_SIZE = 10;
ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(MAX_THREAD_SIZE);
List<OnceComputePool> tasks = new ArrayList<OnceComputePool>();
int sum = 0;
for(int i = 0 ;i < MAX_THREAD_SIZE ;i++)
{
OnceComputePool task = new OnceComputePool(i*10, (i+1)*10,latch);
tasks.add(task);
pool.submit(task);
}
pool.shutdown();
System.err.println(Thread.currentThread().getName());
latch.await();
for(OnceComputePool task: tasks)
sum += task.getSum();
System.err.println(sum);
System.err.println(((ThreadPoolExecutor) pool).getLargestPoolSize());
}
}
Demo2-9 的执行结果
pool-1-thread-1
pool-1-thread-1
pool-1-thread-1
pool-1-thread-3
main
pool-1-thread-2
pool-1-thread-5
pool-1-thread-4
pool-1-thread-7
pool-1-thread-6
4950
7
2.3.2 使用线程池执行定期任务
ScheduleExecutorServer接口可以用来执行预定义任务。使用Executors类的newScheduledThreadPool和newSingleThreadSchedulePool可以获得实现了ScheduleExecutorServer接口的对象。
ScheduleExecutorServer类中的schedule方法将在指定时间后执行某一任务,scheduleAtFixedRate方法用来执行周期性任务。Demo2-10给出了一个调度线程池的例子,这个例子每隔1s钟就执行一次输出当前时间的操作。定时的线程池可以作为Timer的替代方案,Demo2-11给出了使用Timer实现的相同功能的定时任务。
Demo2-10 定期执行任务
package com.upc.upcgrid.guan.advancedJava.chapter02;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class SchedulePool {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ScheduledExecutorService timer = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
SimpleDateFormat formate = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
@Override
public void run() {
System.out.println(formate.format(new Date()));
}
}, 100,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);
Thread.sleep(5000);
timer.shutdown();
}
}
Demo2-11 执行结果
2011-05-18 10:24:40
2011-05-18 10:24:41
2011-05-18 10:24:42
2011-05-18 10:24:43
2011-05-18 10:24:44
Demo2-11 使用Timer完成同样定时功能
package com.upc.upcgrid.guan.advancedJava.chapter02;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
public class ScheduleTimer {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Timer timer = new Timer ();
timer.schedule(new TimerTask() {
SimpleDateFormat formate = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
@Override
public void run() {
System.out.println(formate.format(new Date()));
}
},100, 1000);
Thread.sleep(5000);
timer.cancel();
}
}
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