Java 线程池(Executor)

  1. ThreadPoolExecutor使用

/**
* ThreadPoolExecutor 使用测试类
* 在java doc中,并不提倡我们直接使用ThreadPoolExecutor,
* 而是使用Executors类中提供的几个静态方法来创建线程池
* @author mazaiting
*/
public class ThreadPoolExecutorTest {
   
   /**
    * 当前类主方法入口,在主函数中静态调用即可
    */
   public static void exec() {
       // 实例化线程池
       // corePoolSize : 核心池的大小(即线程池中的线程数目大于这个参数时,提交的任务会被放进任务缓存队列)
       // maximumPoolSize : 线程池最大能容忍的线程数
       // keepAliveTime : 线程存活时间
       // unit : 参数keepAliveTime的时间单位
       // workQueue : 任务缓存队列,用来存放等待执行的任务
       ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
               5, 10, 200, TimeUnit.MILLISECONDS, 
               new ArrayBlockingQueue<Runnable>(5));
       for (int i = 0; i < 15; i++) {
           MyTask task = new MyTask(i);
           executor.execute(task); // 执行任务
           System.out.println("线程池中线程数目:"+executor.getPoolSize()+",队列中等待执行的任务数目:"+
                    executor.getQueue().size()+",已执行玩别的任务数目:"+executor.getCompletedTaskCount());
       }
       // 不会立即终止线程池,而是要等所有任务缓存队列中的任务都执行完后才终止,但再也不会接受新的任务
       executor.shutdown();
   }
   
   static class MyTask implements Runnable{
       private int taskNum;
       
       public MyTask(int num) {
           this.taskNum = num;
       }
       
       public void run() {
           System.out.println("正在执行task: " + taskNum);
           try {
               // 当前线程睡眠4秒
               Thread.currentThread().sleep(4000);
           } catch (InterruptedException e) {}
           System.out.println("task: " + taskNum + "执行完毕");
       }
       
   }
}

执行结果:

正在执行task: 0
线程池中线程数目:1,队列中等待执行的任务数目:0,已执行玩别的任务数目:0
线程池中线程数目:2,队列中等待执行的任务数目:0,已执行玩别的任务数目:0
正在执行task: 1
正在执行task: 2
线程池中线程数目:3,队列中等待执行的任务数目:0,已执行玩别的任务数目:0
线程池中线程数目:4,队列中等待执行的任务数目:0,已执行玩别的任务数目:0
正在执行task: 3
线程池中线程数目:5,队列中等待执行的任务数目:0,已执行玩别的任务数目:0
线程池中线程数目:5,队列中等待执行的任务数目:1,已执行玩别的任务数目:0
线程池中线程数目:5,队列中等待执行的任务数目:2,已执行玩别的任务数目:0
线程池中线程数目:5,队列中等待执行的任务数目:3,已执行玩别的任务数目:0
线程池中线程数目:5,队列中等待执行的任务数目:4,已执行玩别的任务数目:0
线程池中线程数目:5,队列中等待执行的任务数目:5,已执行玩别的任务数目:0
正在执行task: 4
线程池中线程数目:6,队列中等待执行的任务数目:5,已执行玩别的任务数目:0
正在执行task: 10
线程池中线程数目:7,队列中等待执行的任务数目:5,已执行玩别的任务数目:0
正在执行task: 11
线程池中线程数目:8,队列中等待执行的任务数目:5,已执行玩别的任务数目:0
正在执行task: 12
线程池中线程数目:9,队列中等待执行的任务数目:5,已执行玩别的任务数目:0
正在执行task: 13
线程池中线程数目:10,队列中等待执行的任务数目:5,已执行玩别的任务数目:0
正在执行task: 14
task: 1执行完毕
task: 0执行完毕
task: 2执行完毕
正在执行task: 5
正在执行task: 6
task: 4执行完毕
正在执行task: 8
task: 3执行完毕
正在执行task: 9
task: 12执行完毕
task: 13执行完毕
正在执行task: 7
task: 10执行完毕
task: 11执行完毕
task: 14执行完毕
task: 5执行完毕
task: 9执行完毕
task: 6执行完毕
task: 8执行完毕
task: 7执行完毕
  1. Executors使用

/**
 * 线程池ExecutorService测试类
 * @author mazaiting
 */
public class ExecutorsTest {

    public static void exec() {
        /**
         * CachedThreadPool会创建一个缓存区,将初始化的线程缓存起来。会终止并且从缓存中移除已有60秒未被使用的线程。
         *  如果线程有可用的,就使用之前创建好的线程,
         *  如果线程没有可用的,就新创建线程。
         *      
         *  重用:缓存型池子,先查看池中有没有以前建立的线程,如果有,就reuse;如果没有,就建一个新的线程加入池中
         *  使用场景:缓存型池子通常用于执行一些生存期很短的异步型任务,因此在一些面向连接的daemon型SERVER中用得不多。
         *  超时:能reuse的线程,必须是timeout IDLE内的池中线程,缺省timeout是60s,超过这个IDLE时长,线程实例将被终止及移出池。
         *  结束:注意,放入CachedThreadPool的线程不必担心其结束,超过TIMEOUT不活动,其会自动被终止。
         */
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        
        /**
         * 在FixedThreadPool中,有一个固定大小的池。
         *  如果当前需要执行的任务超过池大小,那么多出的任务处于等待状态,直到有空闲下来的线程执行任务,
         *  如果当前需要执行的任务小于池大小,空闲的线程也不会去销毁。
         *  
         *  重用:fixedThreadPool与cacheThreadPool差不多,也是能reuse就用,但不能随时建新的线程
         *  固定数目:其独特之处在于,任意时间点,最多只能有固定数目的活动线程存在,此时如果有新的线程要建立,只能放在另外的队列中等待,直到当前的线程中某个线程终止直接被移出池子
         *  超时:和cacheThreadPool不同,FixedThreadPool没有IDLE机制(可能也有,但既然文档没提,肯定非常长,类似依赖上层的TCP或UDP IDLE机制之类的),
         *  使用场景:所以FixedThreadPool多数针对一些很稳定很固定的正规并发线程,多用于服务器
         *  源码分析:从方法的源代码看,cache池和fixed 池调用的是同一个底层池,只不过参数不同:
         *  fixed池线程数固定,并且是0秒IDLE(无IDLE)
         *  cache池线程数支持0-Integer.MAX_VALUE(显然完全没考虑主机的资源承受能力),60秒IDLE
         */
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
        
        /**
         * ScheduledThreadPool是一个固定大小的线程池,与FixedThreadPool类似,执行的任务是定时执行。
         */
        ExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);
        
        /**
         * SingleThreadExecutor得到的是一个单个的线程,这个线程会保证你的任务执行完成。
         * 如果当前线程意外终止,会创建一个新线程继续执行任务,这和我们直接创建线程不同,也和newFixedThreadPool(1)不同。
         */
        ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        
        /**
         * 创建一个单线程执行器,它可以调度命令在给定的延迟之后运行,或者定期执行。(注意,如果此单线程由于在关闭前执行失败而终止,
         * 则新线程将在需要执行后续任务时取代其位置。)任务可以保证按顺序执行,在任何给定的时间内,不超过一个任务是活动的。
         * 与其他等效的{ @ code newScheduledThreadPool(1)}不同的是,返回的executor不能被重新配置以使用额外的线程。
         */
        ExecutorService singleThreadScheduledExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        
        /**
         * 创建一个系统所能容纳的线程池大小(Runtime.getRuntime().availableProcessors())
         * 作为并行级别
         */
        ExecutorService workStealingPool = Executors.newWorkStealingPool();
        
        run(cachedThreadPool);
//      run(fixedThreadPool);
//      run(scheduledThreadPool);
//      run(singleThreadExecutor);
//      run(singleThreadScheduledExecutor);
//      run(workStealingPool);
    }   
    
    /**
     * 执行任务
     * @param cachedThreadPool 线程池服务
     */
    private static void run(ExecutorService threadPool) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            final int taskID = i;
            threadPool.execute(new Runnable() {
                
                public void run() {
                    for (int j = 0; j < 5; j++) {
                        try {
                            // 为了测试出效果,让每次任务执行都需要一定时间   
                            Thread.currentThread().sleep(20);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        System.out.println("第" + taskID + "次任务的第" + j + "次执行");
                    }
                }
            });
        }
        // 不会立即终止线程池,而是要等所有任务缓存队列中的任务都执行完后才终止,但再也不会接受新的任务
        threadPool.shutdown();
    }
    
}

run(cachedThreadPool)执行结果如下:

第4次任务的第0次执行
第1次任务的第0次执行
第0次任务的第0次执行
第3次任务的第0次执行
第2次任务的第0次执行
第0次任务的第1次执行
第4次任务的第1次执行
第2次任务的第1次执行
第3次任务的第1次执行
第1次任务的第1次执行
第1次任务的第2次执行
第0次任务的第2次执行
第2次任务的第2次执行
第4次任务的第2次执行
第3次任务的第2次执行
第1次任务的第3次执行
第4次任务的第3次执行
第0次任务的第3次执行
第3次任务的第3次执行
第2次任务的第3次执行
第1次任务的第4次执行
第4次任务的第4次执行
第2次任务的第4次执行
第0次任务的第4次执行
第3次任务的第4次执行

run(fixedThreadPool)执行结果如下:

第2次任务的第0次执行
第1次任务的第0次执行
第0次任务的第0次执行
第2次任务的第1次执行
第1次任务的第1次执行
第0次任务的第1次执行
第1次任务的第2次执行
第0次任务的第2次执行
第2次任务的第2次执行
第1次任务的第3次执行
第0次任务的第3次执行
第2次任务的第3次执行
第1次任务的第4次执行
第0次任务的第4次执行
第2次任务的第4次执行
第3次任务的第0次执行
第4次任务的第0次执行
第3次任务的第1次执行
第4次任务的第1次执行
第3次任务的第2次执行
第4次任务的第2次执行
第4次任务的第3次执行
第3次任务的第3次执行
第3次任务的第4次执行
第4次任务的第4次执行

run(scheduledThreadPool)执行结果如下:

第2次任务的第0次执行
第1次任务的第0次执行
第0次任务的第0次执行
第0次任务的第1次执行
第2次任务的第1次执行
第1次任务的第1次执行
第1次任务的第2次执行
第2次任务的第2次执行
第0次任务的第2次执行
第2次任务的第3次执行
第0次任务的第3次执行
第1次任务的第3次执行
第2次任务的第4次执行
第1次任务的第4次执行
第0次任务的第4次执行
第3次任务的第0次执行
第4次任务的第0次执行
第3次任务的第1次执行
第4次任务的第1次执行
第3次任务的第2次执行
第4次任务的第2次执行
第3次任务的第3次执行
第4次任务的第3次执行
第3次任务的第4次执行
第4次任务的第4次执行

run(singleThreadExecutor)执行结果如下:

第0次任务的第0次执行
第0次任务的第1次执行
第0次任务的第2次执行
第0次任务的第3次执行
第0次任务的第4次执行
第1次任务的第0次执行
第1次任务的第1次执行
第1次任务的第2次执行
第1次任务的第3次执行
第1次任务的第4次执行
第2次任务的第0次执行
第2次任务的第1次执行
第2次任务的第2次执行
第2次任务的第3次执行
第2次任务的第4次执行
第3次任务的第0次执行
第3次任务的第1次执行
第3次任务的第2次执行
第3次任务的第3次执行
第3次任务的第4次执行
第4次任务的第0次执行
第4次任务的第1次执行
第4次任务的第2次执行
第4次任务的第3次执行
第4次任务的第4次执行

run(singleThreadScheduledExecutor)执行结果如下:

第0次任务的第0次执行
第0次任务的第1次执行
第0次任务的第2次执行
第0次任务的第3次执行
第0次任务的第4次执行
第1次任务的第0次执行
第1次任务的第1次执行
第1次任务的第2次执行
第1次任务的第3次执行
第1次任务的第4次执行
第2次任务的第0次执行
第2次任务的第1次执行
第2次任务的第2次执行
第2次任务的第3次执行
第2次任务的第4次执行
第3次任务的第0次执行
第3次任务的第1次执行
第3次任务的第2次执行
第3次任务的第3次执行
第3次任务的第4次执行
第4次任务的第0次执行
第4次任务的第1次执行
第4次任务的第2次执行
第4次任务的第3次执行
第4次任务的第4次执行

run(workStealingPool)未执行出结果,从Java 1.8开始存在

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