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  • 90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

我记得之前在面试的时候,面试官问我单线程池有什么意义?我跟面试官说:虽然是单线程池,但提供了工作队列,生命周期管理,工作线程维护等功能。

虽然有点笼统,但是谁又能说我说的有错呢,单线程,无论是在面试得过程中还是日常开发,都算是一个很重要的知识点,今天没什么事情,我就结合源码+手写得案例,带大家看一下线程吃的7种创建方式

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

文章首发公众号:Java架构师联盟,每日更新技术好文

1.FixedThreadPool

创建一个固定大小的线程池,可控制并发的线程数,超出的线程会在队列中等待。

源码

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

使用示例如下:

package com.test.thread;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * @author :biws
 * @date :Created in 2020/12/17 19:23
 * @description:测试FixedThreadPool
 */
public class testThread1 {
    public static void fixedThreadPool() {
        // 创建 2 个数据级的线程池
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);

        // 创建任务
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("任务被执行,线程:" + Thread.currentThread().getName());
            }
        };

        // 线程池执行任务(一次添加 4 个任务)
        // 执行任务的方法有两种:submit 和 execute
        threadPool.submit(runnable);  // 执行方式 1:submit
        threadPool.execute(runnable); // 执行方式 2:execute
        threadPool.execute(runnable);
        threadPool.execute(runnable);


    }

    public static void main(String[] args) {
            fixedThreadPool();
    }
}

执行结果如下:

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

后来我将测试数量提交到100,而线程池中处理线程得数量增加到4

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

执行结果

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

最开始,提交4个线程执行,之后的线程会在队列中排序等待被执行

如果觉得以上方法比较繁琐,还可以用更简单的使用方法,如下代码所示:

package com.test.thread;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * @author :biws
 * @date :Created in 2020/12/17 19:27
 * @description:FixedThreadPool进阶写法
 */
public class testThreadG {
    public static void fixedThreadPool() {
        // 创建线程池
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
       /*
       * 执行任务
       * 为了个之前得进行统一,所以这里通过for循环,同样是提交4个执行*/
        for(int i=1;i<=4;i++) {
            threadPool.execute(() -> {
                System.out.println("任务被执行,线程:" + Thread.currentThread().getName());
            });
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        fixedThreadPool();
    }
}

2.CachedThreadPool

创建一个可缓存的线程池,若线程数超过处理所需,缓存一段时间后会回收,若线程数不够,则新建线程。

源码

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

参数详解:

corePoolSize = 0,

maximumPoolSize设置为Integer.MAX_VALUE,代表没有核心线程,非核心线程是无界的;keepAliveTime = 60L,空闲线程等待新任务的最长时间是60s;

用了阻塞队列SynchronousQueue,是一个不存储元素的阻塞队列

使用示例如下:

package com.test.thread;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @author :biws
 * @date :Created in 2020/12/17 19:38
 * @description:测试CachedThreadPool
 */
public class testThread2 {
    public static void cachedThreadPool() {
        // 创建线程池
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        // 执行任务
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            threadPool.execute(() -> {
                System.out.println("任务被执行,线程:" + Thread.currentThread().getName());
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            });
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        cachedThreadPool();
    }
}
}

执行结果如下:

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

从上述结果可以看出,线程池创建了 10 个线程来执行相应的任务。

而如果我将sleep注释之后,再来看执行结果

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

我想这个结果一目了然吧,大家如果可以的话,可以把这个执行数据提升一下,然后再查看一下结果应该会更明显

3.SingleThreadExecutor

创建单个线程数的线程池,它可以保证先进先出的执行顺序。为了能让大家看的更清楚,所以每个线程在执行得时候我都添加了他的时间

使用示例如下:

package com.test.thread;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @author :biws
 * @date :Created in 2020/12/17 20:17
 * @description:测试singleThreadExecutor
 */
public class testThread4 {

    public static void singleThreadExecutor() {
        // 创建线程池
        ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();
        // 执行任务
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int index = i;

            threadPool.execute(() -> {
                new Thread();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开始时间[" + new java.util.Date().getTime());
                System.out.println(index + ":任务被执行");

                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"结束时间[" + new java.util.Date().getTime());
            });
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
       singleThreadExecutor();

    }
}

执行结果如下:

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

4.ScheduledThreadPool

创建一个可以执行延迟任务的线程池。

源码

这个线程得源码有一点特殊,由两部分组成,第一部分

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

这里创建了ScheduledThreadPoolExecutor,ScheduledThreadPoolExecutor继承自ThreadPoolExecutor,主要用于给定 延时之后的运行任务或定期处理任务

第二部分

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

使用示例如下:

package com.test.thread;

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @author :biws
 * @date :Created in 2020/12/17 20:43
 * @description:测试ScheduledThreadPool
 */
public class testThread3 {
    public static void scheduledThreadPool() {
        // 创建线程池
        ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        // 添加定时执行任务(1s 后执行)
        for(int i=0;i<4;i++){
            final int index=i;

        System.out.println(index+"添加任务,时间:" + new Date()+Thread.currentThread().getName());
        threadPool.schedule(() -> {
            System.out.println(index+"任务被执行,时间:" + new Date()+Thread.currentThread().getName());
           /* try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
            }*/
        }, 1, TimeUnit.SECONDS);
    }
    }
    public static void main(String[] args) {
        scheduledThreadPool();
    }
}

执行结果如下:

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

5.SingleThreadScheduledExecutor

创建一个单线程的可以执行延迟任务的线程池。

使用示例如下:

package com.test.thread;

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @author :biws
 * @date :Created in 2020/12/17 20:54
 * @description:测试SingleThreadScheduledExecutor
 */
public class testThread5 {
    public static void SingleThreadScheduledExecutor() {
        // 创建线程池
        ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        // 添加定时执行任务(2s 后执行)
        for (int i=0;i<4;i++) {

    final  int index=i;
            System.out.println(index+"添加任务,时间:" + new Date());
            threadPool.schedule(() -> {
                System.out.println(index+"任务被执行,时间:" + new Date());
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }, 2, TimeUnit.SECONDS);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        SingleThreadScheduledExecutor();
    }
}

执行结果如下:

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

从上述结果可以看出,任务在 2 秒之后被执行了,符合我们的预期。

6.newWorkStealingPool

创建一个抢占式执行的线程池(任务执行顺序不确定)

注意:

此方法只有在 JDK 1.8+ 版本中才能使用。

使用示例如下:

public static void workStealingPool() {
    // 创建线程池
    ExecutorService threadPool = Executors.newWorkStealingPool();
    // 执行任务
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        final int index = i;
        threadPool.execute(() -> {
            System.out.println(index + " 被执行,线程名:" + Thread.currentThread().getName());
        });
    }
    // 确保任务执行完成
    while (!threadPool.isTerminated()) {
    }
}

执行结果如下:

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

7.ThreadPoolExecutor

最原始的创建线程池的方式,它包含了 7 个参数可供设置。

使用示例如下:

package com.test.thread;

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

/**
 * @author :biws
 * @date :Created in 2020/12/17 21:07
 * @description:测试ThreadPoolExecutor
 */
public class testThread7 {
    public static void myThreadPoolExecutor() {
        // 创建线程池
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                5,
                10,
                100,
                TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(10));
        // 执行任务
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int index = i;
            threadPool.execute(() -> {
                System.out.println(index + " 被执行,线程名:" + Thread.currentThread().getName());
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        myThreadPoolExecutor();
    }
}

执行结果如下:

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

ThreadPoolExecutor 参数介绍

就像我前面説的,ThreadPoolExecutor 是可以设置一些参数的,在我的代碼中,我只设置了这几个参数

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

源码中是这样编写的

    public ThreadPoolExecutor(
      												int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
             Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
    }

7 个参数代表的含义如下:

corePoolSize

核心线程数,线程池中始终存活的线程数。

maximumPoolSize

最大线程数,线程池中允许的最大线程数,当线程池的任务队列满了之后可以创建的最大线程数。

keepAliveTime \ unit:

最大线程数可以存活的时间,当线程中没有任务执行时,最大线程就会销毁一部分,最终保持核心线程数量的线程。

单位是和参数 3 存活时间配合使用的,合在一起用于设定线程的存活时间

threadFactory

线程工厂,主要用来创建线程,默认为正常优先级、非守护线程。

workQueue

一个阻塞队列,用来存储线程池等待执行的任务,均为线程安全,它包含以下 7 种类型:

ArrayBlockingQueue:一个由数组结构组成的有界阻塞队列。

LinkedBlockingQueue:一个由链表结构组成的有界阻塞队列。

SynchronousQueue:一个不存储元素的阻塞队列,即直接提交给线程不保持它们。

PriorityBlockingQueue:一个支持优先级排序的无界阻塞队列。

DelayQueue:一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列,只有在延迟期满时才能从中提取元素。

LinkedTransferQueue:一个由链表结构组成的无界阻塞队列。与SynchronousQueue类似,还含有非阻塞方法。

LinkedBlockingDeque:一个由链表结构组成的双向阻塞队列。

较常用的是 LinkedBlockingQueue 和 Synchronous,线程池的排队策略与 BlockingQueue 有关。

handler

拒绝策略,拒绝处理任务时的策略,系统提供了 4 种可选:

默认策略为 AbortPolicy。

代码演示

。。。。。
        // 创建线程,线程的任务队列的长度为 1
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                100, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());
。。。。

//在Java种共有4种拒绝策略
/*
AbortPolicy:拒绝并抛出异常。

CallerRunsPolicy:使用当前调用的线程来执行此任务。

DiscardOldestPolicy:抛弃队列头部(最旧)的一个任务,并执行当前任务。

DiscardPolicy:忽略并抛弃当前任务。
*/

演示结果

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

我们创建了一个核心线程数和最大线程数都为 1 的线程池,并且给线程池的任务队列设置为 1,这样当我们有 2 个以上的任务时就会触发拒绝策略,

自定义拒绝策略

除了 Java 自身提供的 4 种拒绝策略之外,我们也可以自定义拒绝策略,示例代码如下:

。。。

        // 创建线程,线程的任务队列的长度为 1
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                100, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1),
                new RejectedExecutionHandler() {
                    @Override
                    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
                        // 执行自定义拒绝策略的相关操作
                        System.out.println("我是自定义拒绝策略~");
                    }
                });

。。。

程序的执行结果如下:

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

线程池的执行流程

提交一个任务到线程池中,线程池的处理流程如下:

1、判断线程池里的核心线程是否都在执行任务,如果不是(核心线程空闲或者还有核心线程没有被创建)则创建一个新的工作线程来执行任务。如果核心线程都在执行任务,则进入下个流程。

2、线程池判断工作队列是否已满,如果工作队列没有满,则将新提交的任务存储在这个工作队列里。如果工作队列满了,则进入下个流程。

3、判断线程池里的线程是否都处于工作状态,如果没有,则创建一个新的工作线程来执行任务。如果已经满了,则交给饱和策略来处理这个任务。

90分钟10个手写案例,从源码底层给你讲解7种线程池创建方式

总结

今天,我花费90分钟得时间,一点点得手敲案例,将7个线程池的创建方式进行讲解,但是在日常得生活中,我应用最多的就是hreadPoolExecutor,因为他的参数以及拒绝策略有时会让开发过程更加可控一些,并且支持自定义,这就很6

来源:https://www.cnblogs.com/biwz/p/14154947.html


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