Java 线程池框架 https://my.oschina.net/u/1774673/blog/824398

 

new Thread的弊端

执行一个异步任务你还只是如下new Thread吗?

那你就out太多了,new Thread的弊端如下:

  • 每次new Thread新建对象性能差。
  • 线程缺乏统一管理,可能无限制新建线程,相互之间竞争,及可能占用过多系统资源导致死机或oom。
  • 缺乏更多功能,如定时执行、定期执行、线程中断。

相比new Thread,Java提供的四种线程池的好处在于:

  • 重用存在的线程,减少对象创建、消亡的开销,性能佳。
  • 可有效控制最大并发线程数,提高系统资源的使用率,同时避免过多资源竞争,避免堵塞。
  • 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

    Java 线程池

    Java通过Executors提供四种线程池,分别为:

  1. newCachedThreadPool:创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。
  2. newFixedThreadPool:创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待。
  3. newScheduledThreadPool:创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。
  4. newSingleThreadExecutor:创建一个单线程化的线程池,它只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

newCachedThreadPool

创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。示例代码如下:

线程池为无限大,当执行第二个任务时第一个任务已经完成,会复用执行第一个任务的线程,而不用每次新建线程。

newFixedThreadPool

创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待。示例代码如下:

因为线程池大小为3,每个任务输出index后sleep 2秒,所以每两秒打印3个数字。 定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可参考PreloadDataCache。

newScheduledThreadPool

创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。延迟执行示例代码如下:

表示延迟3秒执行。

定期执行示例代码如下:

表示延迟1秒后每3秒执行一次。 ScheduledExecutorService比Timer更安全,功能更强大,后面会有一篇单独进行对比。

newSingleThreadExecutor

创建一个单线程化的线程池,它只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。示例代码如下:

结果依次输出,相当于顺序执行各个任务。 现行大多数GUI程序都是单线程的。Android中单线程可用于数据库操作,文件操作,应用批量安装,应用批量删除等不适合并发但可能IO阻塞性及影响UI线程响应的操作。

CompletionService

当使用ExecutorService启动了多个Callable后,每个Callable会产生一个Future,我们需要将多个Future存入一个线性表,用于之后处理数据。当然,还有更复杂的情况,有5个生产者线程,每个生产者线程都会创建任务,所有任务的Future都存放到同一个线性表中。然后遍历线性表,通过调用future.get(0, TimeUnit.SECONDS)不断尝试获取完成结果,直到获取到所有的结果。如下

执行后输出

根据输出我们可以看到,为了获取到5个任务的执行结果,程序一共遍历了1265559次任务列表,这不是一种非常好的办法。

CompletionService正是为此而存在,它是一个更高级的ExecutorService,它本身自带一个线程安全的线性表,无需用户额外创建。它提供了3种方法从线性表中取出结果:poll()是非阻塞的,若目前无结果,返回一个null,线程继续运行不阻塞;poll(long timeout, TimeUnit unit)是阻塞的,若目前无结果,则会等待一段时间;take()是阻塞的,若当前无结果,则线程阻塞,直到产生一个结果,被取出返回,线程才继续运行。 修改后的程序如下:

使用completionService.take()阻塞方法来获取已完成Future<>,不需要一直遍历查询。

CompletionService整合了Executor和BlockingQueue的功能。你可以将Callable任务提交给它去执行,然后使用类似于队列中的take和poll方法,在结果完整可用时获得这个结果,像一个打包的Future。ExecutorCompletionService是实现CompletionService接口的一个类,并将计算任务委托给一个Executor。

ExecutorCompletionService的实现相当直观。它在构造函数中创建一个BlockingQueue,用它去保持完成的结果。计算完成时会调用FutureTask中的done方法。当提交一个任务后,首先把这个任务包装为一个QueueingFuture,它是FutureTask的一个子类,然后覆写done方法,将结果置入BlockingQueue中,take和poll方法委托给了BlockingQueue,它会在结果不可用时阻塞。