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    paulwong

    JDK1.5中的線程池(java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor)使用簡介

    大多數并發應用程序是以執行任務(task)為基本單位進行管理的。通常情況下,我們會為每個任務單獨創建一個線程來執行。這樣會帶來兩個問題:一,大量的線程(>100)會消耗系統資源,使線程調度的開銷變大,引起性能下降;二,對于生命周期短暫的任務,頻繁地創建和消亡線程并不是明智的選擇。因為創建和消亡線程的開銷可能會大于使用多線程帶來的性能好處。

    一個比較簡單的線程池至少應包含線程池管理器、工作線程、任務隊列、任務接口等部分。其中線程池管理器(ThreadPool Manager)的作用是創建、銷毀并管理線程池,將工作線程放入線程池中;工作線程是一個可以循環執行任務的線程,在沒有任務時進行等待;任務隊列的作用是提供一種緩沖機制,將沒有處理的任務放在任務隊列中;任務接口是每個任務必須實現的接口,主要用來規定任務的入口、任務執行完后的收尾工作、任務的執行狀態等,工作線程通過該接口調度任務的執行。下面的代碼實現了創建一個線程池,以及從線程池中取出線程的操作。

    在多線程大師Doug Lea的貢獻下,在JDK1.5中加入了許多對并發特性的支持,例如:線程池。

    1.核心線程(任務):我們定義的線程,即實現了Runnable接口的類,是我們將要放到線程池中執行的類,如實例代碼中的CountService類

    2.工作線程:由線程池中創建的線程,是用來獲得核心線程并執行核心線程的線程(比較拗口哦,具體看代碼就知道是什么東東了)。

    簡單理解就三個概念:線程、線程池和任務。

    任務:就是要執行的業務邏輯;
    線程:任務是要放到線程中去執行的;
    線程池:主要是控制當前正在執行的線程的數量和將要被執行的線程隊列。

    一、簡介
    線程池類為 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor,常用構造方法為:

    ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize,long keepAliveTime, TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler)


    corePoolSize: 線程池維護線程的最少數量
    maximumPoolSize:線程池維護線程的最大數量
    keepAliveTime: 線程池維護線程所允許的空閑時間
    unit: 線程池維護線程所允許的空閑時間的單位
    workQueue: 線程池所使用的緩沖隊列
    handler: 線程池對拒絕任務的處理策略

    一個任務通過 execute(Runnable)方法被添加到線程池,任務就是一個 Runnable類型的對象,任務的執行方法就是 Runnable類型對象的run()方法。

    當一個任務通過execute(Runnable)方法欲添加到線程池時:

    如果此時線程池中的數量小于corePoolSize,即使線程池中的線程都處于空閑狀態,也要創建新的線程來處理被添加的任務。

    如果此時線程池中的數量等于 corePoolSize,但是緩沖隊列 workQueue未滿,那么任務被放入緩沖隊列。

    如果此時線程池中的數量大于corePoolSize,緩沖隊列workQueue滿,并且線程池中的數量小于maximumPoolSize,建新的線程來處理被添加的任務。

    如果此時線程池中的數量大于corePoolSize,緩沖隊列workQueue滿,并且線程池中的數量等于maximumPoolSize,那么通過 handler所指定的策略來處理此任務。

    也就是:處理任務的優先級為:
    核心線程corePoolSize、任務隊列workQueue、最大線程maximumPoolSize,如果三者都滿了,使用handler處理被拒絕的任務。

    當線程池中的線程數量大于 corePoolSize時,如果某線程空閑時間超過keepAliveTime,線程將被終止。這樣,線程池可以動態的調整池中的線程數。

    unit可選的參數為java.util.concurrent.TimeUnit中的幾個靜態屬性:
    NANOSECONDS、MICROSECONDS、MILLISECONDS、SECONDS。

    workQueue我常用的是:java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue

    handler有四個選擇:

    ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
    拋出java.util.concurrent.RejectedExecutionException異常

    ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
    重試添加當前的任務,他會自動重復調用execute()方法

    ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
    拋棄舊的任務

    ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
    拋棄當前的任務

    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) {

    // 構造一個線程池
    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(
    "創建任務并提交到線程池中:" + 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;

    // 保存任務所需要的數據
    private Object threadPoolTaskData;

    private static int consumeTaskSleepTime = 2000;

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


    public synchronized void run() {
    // 處理一個任務,這里的處理方式太簡單了,僅僅是一個打印語句
    System.out.println("開始執行任務:" + threadPoolTaskData);
    try {
    // //便于觀察,等待一段時間
    Thread.sleep(consumeTaskSleepTime);
    }
    catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
    }

    threadPoolTaskData
    = null;
    }


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


    }


    說明:
    1、在這段程序中,一個任務就是一個Runnable類型的對象,也就是一個ThreadPoolTask類型的對象。
    2、一般來說任務除了處理方式外,還需要處理的數據,處理的數據通過構造方法傳給任務。
    3、在這段程序中,main()方法相當于一個殘忍的領導,他派發出許多任務,丟給一個叫 threadPool的任勞任怨的小組來做。
    這個小組里面隊員至少有兩個,如果他們兩個忙不過來,任務就被放到任務列表里面。
    如果積壓的任務過多,多到任務列表都裝不下(超過3個)的時候,就雇傭新的隊員來幫忙。但是基于成本的考慮,不能雇傭太多的隊員,至多只能雇傭 4個。
    如果四個隊員都在忙時,再有新的任務,這個小組就處理不了了,任務就會被通過一種策略來處理,我們的處理方式是不停的派發,直到接受這個任務為止(更殘忍!呵呵)。
    因為隊員工作是需要成本的,如果工作很閑,閑到 3SECONDS都沒有新的任務了,那么有的隊員就會被解雇了,但是,為了小組的正常運轉,即使工作再閑,小組的隊員也不能少于兩個。
    4、通過調整 produceTaskSleepTime和 consumeTaskSleepTime的大小來實現對派發任務和處理任務的速度的控制,改變這兩個值就可以觀察不同速率下程序的工作情況。
    5、通過調整4中所指的數據,再加上調整任務丟棄策略,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、對于其他的使用方法,參看jdk的幫助,很容易理解和使用。

    posted on 2011-12-02 01:07 paulwong 閱讀(466) 評論(0)  編輯  收藏 所屬分類: 性能優化

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