大多數(shù)并發(fā)應(yīng)用程序是以執(zhí)行任務(wù)(task)為基本單位進(jìn)行管理的。通常情況下,我們會(huì)為每個(gè)任務(wù)單獨(dú)創(chuàng)建一個(gè)線程來(lái)執(zhí)行。這樣會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題:一,大量的線程(>100)會(huì)消耗系統(tǒng)資源,使線程調(diào)度的開銷變大,引起性能下降;二,對(duì)于生命周期短暫的任務(wù),頻繁地創(chuàng)建和消亡線程并不是明智的選擇。因?yàn)閯?chuàng)建和消亡線程的開銷可能會(huì)大于使用多線程帶來(lái)的性能好處。
一個(gè)比較簡(jiǎn)單的線程池至少應(yīng)包含線程池管理器、工作線程、任務(wù)隊(duì)列、任務(wù)接口等部分。其中線程池管理器(ThreadPool Manager)的作用是創(chuàng)建、銷毀并管理線程池,將工作線程放入線程池中;工作線程是一個(gè)可以循環(huán)執(zhí)行任務(wù)的線程,在沒(méi)有任務(wù)時(shí)進(jìn)行等待;任務(wù)隊(duì)列的作用是提供一種緩沖機(jī)制,將沒(méi)有處理的任務(wù)放在任務(wù)隊(duì)列中;任務(wù)接口是每個(gè)任務(wù)必須實(shí)現(xiàn)的接口,主要用來(lái)規(guī)定任務(wù)的入口、任務(wù)執(zhí)行完后的收尾工作、任務(wù)的執(zhí)行狀態(tài)等,工作線程通過(guò)該接口調(diào)度任務(wù)的執(zhí)行。下面的代碼實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)建一個(gè)線程池,以及從線程池中取出線程的操作。
在多線程大師Doug Lea的貢獻(xiàn)下,在JDK1.5中加入了許多對(duì)并發(fā)特性的支持,例如:線程池。
1.核心線程(任務(wù)):我們定義的線程,即實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的類,是我們將要放到線程池中執(zhí)行的類,如實(shí)例代碼中的CountService類
2.工作線程:由線程池中創(chuàng)建的線程,是用來(lái)獲得核心線程并執(zhí)行核心線程的線程(比較拗口哦,具體看代碼就知道是什么東東了)。
簡(jiǎn)單理解就三個(gè)概念:線程、線程池和任務(wù)。任務(wù):就是要執(zhí)行的業(yè)務(wù)邏輯;線程:任務(wù)是要放到線程中去執(zhí)行的;線程池:主要是控制當(dāng)前正在執(zhí)行的線程的數(shù)量和將要被執(zhí)行的線程隊(duì)列。一、簡(jiǎn)介
線程池類為 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor,常用構(gòu)造方法為:
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize,long keepAliveTime, TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler)corePoolSize: 線程池維護(hù)線程的最少數(shù)量
maximumPoolSize:線程池維護(hù)線程的最大數(shù)量
keepAliveTime: 線程池維護(hù)線程所允許的空閑時(shí)間
unit: 線程池維護(hù)線程所允許的空閑時(shí)間的單位
workQueue: 線程池所使用的緩沖隊(duì)列
handler: 線程池對(duì)拒絕任務(wù)的處理策略
一個(gè)任務(wù)通過(guò) execute(Runnable)方法被添加到線程池,任務(wù)就是一個(gè) Runnable類型的對(duì)象,任務(wù)的執(zhí)行方法就是 Runnable類型對(duì)象的run()方法。
當(dāng)一個(gè)任務(wù)通過(guò)execute(Runnable)方法欲添加到線程池時(shí):
如果此時(shí)線程池中的數(shù)量小于corePoolSize,即使線程池中的線程都處于空閑狀態(tài),也要?jiǎng)?chuàng)建新的線程來(lái)處理被添加的任務(wù)。
如果此時(shí)線程池中的數(shù)量等于 corePoolSize,但是緩沖隊(duì)列 workQueue未滿,那么任務(wù)被放入緩沖隊(duì)列。
如果此時(shí)線程池中的數(shù)量大于corePoolSize,緩沖隊(duì)列workQueue滿,并且線程池中的數(shù)量小于maximumPoolSize,建新的線程來(lái)處理被添加的任務(wù)。
如果此時(shí)線程池中的數(shù)量大于corePoolSize,緩沖隊(duì)列workQueue滿,并且線程池中的數(shù)量等于maximumPoolSize,那么通過(guò) handler所指定的策略來(lái)處理此任務(wù)。
也就是:處理任務(wù)的優(yōu)先級(jí)為:
核心線程corePoolSize、任務(wù)隊(duì)列workQueue、最大線程maximumPoolSize,如果三者都滿了,使用handler處理被拒絕的任務(wù)。
當(dāng)線程池中的線程數(shù)量大于 corePoolSize時(shí),如果某線程空閑時(shí)間超過(guò)keepAliveTime,線程將被終止。這樣,線程池可以動(dòng)態(tài)的調(diào)整池中的線程數(shù)。
unit可選的參數(shù)為java.util.concurrent.TimeUnit中的幾個(gè)靜態(tài)屬性:
NANOSECONDS、MICROSECONDS、MILLISECONDS、SECONDS。
workQueue我常用的是:java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue
handler有四個(gè)選擇:
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
拋出java.util.concurrent.RejectedExecutionException異常
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
重試添加當(dāng)前的任務(wù),他會(huì)自動(dòng)重復(fù)調(diào)用execute()方法
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
拋棄舊的任務(wù)
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
拋棄當(dāng)前的任務(wù)
二、一般用法舉例
package com.paul.threadPool;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;


public class TestThreadPool
{
private static int produceTaskSleepTime = 10;
private static int produceTaskMaxNumber = 10;

public static void main(String[] args)
{
// 構(gòu)造一個(gè)線程池
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3,
TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3),
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

for (int i = 1; i <= produceTaskMaxNumber; i++)
{

try
{
String task = "task@ " + i;
System.out.println("創(chuàng)建任務(wù)并提交到線程池中:" + task);
threadPool.execute(new ThreadPoolTask(task));
Thread.sleep(produceTaskSleepTime);

} catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
}
package com.paul.threadPool;

import java.io.Serializable;


public class ThreadPoolTask implements Runnable, Serializable
{

private static final long serialVersionUID = 0;
// 保存任務(wù)所需要的數(shù)據(jù)
private Object threadPoolTaskData;

private static int consumeTaskSleepTime = 2000;


ThreadPoolTask(Object tasks)
{
this.threadPoolTaskData = tasks;
}


public synchronized void run()
{
// 處理一個(gè)任務(wù),這里的處理方式太簡(jiǎn)單了,僅僅是一個(gè)打印語(yǔ)句
System.out.println("開始執(zhí)行任務(wù):" + threadPoolTaskData);

try
{
// //便于觀察,等待一段時(shí)間
Thread.sleep(consumeTaskSleepTime);

} catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
threadPoolTaskData = null;
}


public Object getTask()
{
return this.threadPoolTaskData;
}

}說(shuō)明:
1、在這段程序中,一個(gè)任務(wù)就是一個(gè)Runnable類型的對(duì)象,也就是一個(gè)ThreadPoolTask類型的對(duì)象。
2、一般來(lái)說(shuō)任務(wù)除了處理方式外,還需要處理的數(shù)據(jù),處理的數(shù)據(jù)通過(guò)構(gòu)造方法傳給任務(wù)。
3、在這段程序中,main()方法相當(dāng)于一個(gè)殘忍的領(lǐng)導(dǎo),他派發(fā)出許多任務(wù),丟給一個(gè)叫 threadPool的任勞任怨的小組來(lái)做。
這個(gè)小組里面隊(duì)員至少有兩個(gè),如果他們兩個(gè)忙不過(guò)來(lái),任務(wù)就被放到任務(wù)列表里面。
如果積壓的任務(wù)過(guò)多,多到任務(wù)列表都裝不下(超過(guò)3個(gè))的時(shí)候,就雇傭新的隊(duì)員來(lái)幫忙。但是基于成本的考慮,不能雇傭太多的隊(duì)員,至多只能雇傭 4個(gè)。
如果四個(gè)隊(duì)員都在忙時(shí),再有新的任務(wù),這個(gè)小組就處理不了了,任務(wù)就會(huì)被通過(guò)一種策略來(lái)處理,我們的處理方式是不停的派發(fā),直到接受這個(gè)任務(wù)為止(更殘忍!呵呵)。
因?yàn)殛?duì)員工作是需要成本的,如果工作很閑,閑到 3SECONDS都沒(méi)有新的任務(wù)了,那么有的隊(duì)員就會(huì)被解雇了,但是,為了小組的正常運(yùn)轉(zhuǎn),即使工作再閑,小組的隊(duì)員也不能少于兩個(gè)。
4、通過(guò)調(diào)整 produceTaskSleepTime和 consumeTaskSleepTime的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)派發(fā)任務(wù)和處理任務(wù)的速度的控制,改變這兩個(gè)值就可以觀察不同速率下程序的工作情況。
5、通過(guò)調(diào)整4中所指的數(shù)據(jù),再加上調(diào)整任務(wù)丟棄策略,換上其他三種策略,就可以看出不同策略下的不同處理方式。
6、對(duì)于其他的使用方法,參看jdk的幫助,很容易理解和使用。