【并发技术10】线程并发库的使用

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我们都是云专家 发表于 2019/09/12 15:29:23 2019/09/12
【摘要】 在 java5 之后,就有了线程池的功能了,在介绍线程池之前,先来简单看一下线程池的概念。

1. 线程池的概念

在 java5 之后,就有了线程池的功能了,在介绍线程池之前,先来简单看一下线程池的概念。假设我开了家咨询公司,那么每天会有很多人过来咨询问题,如果我一个个接待的话,必然有很多人要排队,这样效率就很差,我想解决这个问题,现在我雇几个客服,来了一个咨询的,我就分配一个客服去接待他,再来一个,我再分配个客服去接待……如果第一个客服接待完了,我就让她接待下一个咨询者,这样我雇的这些客服可以循环利用。这些客服就好比不同的线程,那么装这些线程的容器就称为线程池。

2. Executors的使用

Executors 工具类是用来创建线程池的,这个线程池可以指定线程个数,也可以不指定,也可以指定定时器的线程池,它有如下常用的方法:

方法名作用
newFixedThreadPool(int nThreads)创建固定数量的线程池
newCachedThreadPool()创建缓存的线程池
newSingleThreadExecutor()创建单个线程
newScheduledThreadPool(int corePoolSize)创建定时器线程池

2.1 固定数量的线程池

先来看下 Executors 工具类的使用:

public class ThreadPool {//线程池的概念与Executors类的使用    public static void main(String[] args) {        //固定线程池:创建固定线程数去执行线程的任务,这里创建三个线程        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);        for (int i = 1; i <= 10; i++) {//向池子里扔10个任务            final int task = i;            threadPool.execute(new Runnable() {//execute方法表示向池子中扔任务,任务即一个Runnable                @Override                public void run() {                    for (int j = 1; j <= 5; j++) {                         try {                            Thread.sleep(20);                        } catch (InterruptedException e) {                            // TODO Auto-generated catch block                            e.printStackTrace();                        }                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()                                + " looping of " + j + " for task of " + task);                    }                }            });        }        System.out.println("all of 10 tasks have committed!");        threadPool.shutdown(); //执行完任务后关闭//        threadPool.shutdownNow(); //立即关闭    }}

从代码中可以看出,有了 Executors 工具类,我们创建固定数量的线程数就方便了,这些线程都去做同样的任务。 threadPool.execute 表示从池子里取出一个线程去执行任务,上面定义了三个线程,所以每次会取三个任务去让线程执行,其他任务等待,执行完后,再从池子里取三个任务执行,执行完,再取三个任务,最后一个任务三个线程有一个会抢到执行。所以定义了线程数量的话,每次会执行该数量的任务,因为一个线程一个任务,执行完再执行其他任务。

因为这个执行结果有点多,就不贴结果了,反正每次三个任务一执行,直到执行完10个任务为止。

2.2 缓存线程池

所谓缓存线程池,指的是线程数量不固定,一个任务来了,我开启一个线程为其服务,两个任务我就开启两个,N个任务我就开启N个线程为其服务。如果现在只剩1个任务了,那么一段时间后,就把多余的线程给干掉,保留一个线程为其服务。所以可以改写一下上面的代码:

public class ThreadPool {//线程池的概念与Executors类的使用    public static void main(String[] args) {        //缓存的线程池        //自动根据任务数量来设定线程数去服务,多了就增加线程数,少了就减少线程数        //这貌似跟一般情况相同,因为一般也是一个线程执行一个任务,但是这里的好处是:如果有个线程死了,它又会产生一个新的来执行任务        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();        for (int i = 1; i <= 10; i++) {//扔5个任务            final int task = i;            threadPool.execute(new Runnable() {//向池子中扔任务,任务即一个Runnable                @Override                public void run() {                    for (int j = 1; j <= 5; j++) {                        try {                            Thread.sleep(20);                        } catch (InterruptedException e) {                            // TODO Auto-generated catch block                            e.printStackTrace();                        }                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()                                + " looping of " + j + " for task of " + task);                    }                }            });        }        System.out.println("all of 10 tasks have committed!");        threadPool.shutdown(); //执行完任务后关闭    }}

使用缓存线程池的时候,会自动根据任务数量来产生线程数,即线程跟着任务走。运行结果也不贴了,有点多。

那么创建单个线程池 newSingleThreadExecutor() 就不写了,把上面那个方法改掉就行了,就只有一个线程去执行10个任务了,但是这跟我们平常直接 new 一个线程还有啥区别呢?它还有个好处就是,如果线程死了,它会自动再生一个,而我们自己 new 的就不会了。如果线程死了还要重新产生一个,也就是说要保证有一个线程在执行任务的话,那么 newSingleThreadExecutor() 是个很好的选择。

3. 线程池启动定时器

我们可以用静态方法 newScheduledThreadPool(intcorePoolSize) 来定义一个定时器线程池,可以指定线程个数。然后再调用 schedule 方法,传进去一个 Runnable 和定时时长即可,见代码:

public class ThreadPool {    public static void main(String[] args) {        Executors.newScheduledThreadPool(3).schedule(new Runnable() {                       @Override            public void run() {                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " bombing");            }        }, 2, TimeUnit.SECONDS);            }}

定义了三个线程,会有一个率先抢到任务执行在2秒后执行。这只是创建了一个任务,如果我们要使用这个线程池去执行多个任务咋办呢?schedule 中只能传入一个 Runnable,也就是说只能传入一个任务,解决办法跟上面那些程序一样,先拿到创建的线程池,再循环多次执行 schedule,每次都传进去一个任务即可:

public class ThreadPool {    public static void main(String[] args) {        //拿到定时器线程池        ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);        for(int i = 1; i <= 5; i ++) { //执行5次任务            threadPool.schedule(new Runnable() {                                @Override                public void run() {                    try {                        Thread.sleep(1000);                    } catch (InterruptedException e) {                        // TODO Auto-generated catch block                        e.printStackTrace();                    }                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " bombing");                }            }, 2, TimeUnit.SECONDS);        }       }}

因为线程池中只有3个线程,但是有5个任务,所以会先执行3个任务,剩下两个任务,随机2个线程执行,看下结果:

pool-1-thread-3 bombing 

pool-1-thread-2 bombing 

pool-1-thread-1 bombing 

pool-1-thread-2 bombing 

pool-1-thread-3 bombing

如果我想5秒后执行一个任务,然后每个2秒执行一次该怎么办呢?我们可以调用另一个方法 scheduleAtFixedRate,这个方法中传进去一个 Runnable,一个定时时间和每次重复执行的时间间隔,如下:

public class ThreadPool {    public static void main(String[] args) {        Executors.newScheduledThreadPool(3).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {                        @Override            public void run() {                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " bombing");            }        }, 5, 2, TimeUnit.SECONDS);         }}

这样就可以5秒后执行,并且以后每隔2秒执行一次了。这个方法有个瑕疵,就是无法设置指定时间点执行,官方JDK提供的解决办法是 data.getTime()-System.currentTimeMillis() 来获取相对时间,然后放到上面方法的第二个参数即可。

作者:云享专家倪升武

来源:微信公众号

原文链接:link

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