Java并发编程(08):Executor线程池框架
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一、Executor框架简介
1、基础简介
Executor系统中,将线程任务提交和任务执行进行了解耦的设计,Executor有各种功能强大的实现类,提供便捷方式来提交任务并且获取任务执行结果,封装了任务执行的过程,不再需要Thread().start()方式,显式创建线程并关联执行任务。
2、调度模型
线程被一对一映射为服务所在操作系统线程,启动时会创建一个操作系统线程;当该线程终止时,这个操作系统线程也会被回收。
3、核心API结构
Executor框架包含的核心接口和主要的实现类如下图所示:
线程池任务:核心接口:Runnable、Callable接口和接口实现类;
任务的结果:接口Future和实现类FutureTask;
任务的执行:核心接口Executor和ExecutorService接口。在Executor框架中有两个核心类实现了ExecutorService接口,ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor。
二、用法案例
1、API基础
ThreadPoolExecutor基础构造
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler) {}
参数名 | 说明 |
---|---|
corePoolSize | 线程池的核心大小,队列没满时,线程最大并发数 |
maximumPoolSize | 最大线程池大小,队列满后线程能够容忍的最大并发数 |
keepAliveTime | 空闲线程等待回收的时间限制 |
unit | keepAliveTime时间单位 |
workQueue | 阻塞的队列类型 |
threadFactory | 创建线程的工厂,一般用默认即可 |
handler | 超出工作队列和线程池时,任务会默认抛出异常 |
2、初始化方法
ExecutorService :Executors.newFixedThreadPool();
ExecutorService :Executors.newSingleThreadExecutor();
ExecutorService :Executors.newCachedThreadPool();ThreadPoolExecutor :new ThreadPoolExecutor() ;
通常情况下,线程池不允许使用Executors去创建,而是通过ThreadPoolExecutor的方式,这样的处理方式更加明确线程池的运行规则,规避资源耗尽的风险。
3、基础案例
package com.multy.thread.block08executor;
import java.util.concurrent.*;public class Executor01 {// 定义线程池private static ThreadPoolExecutor poolExecutor = new ThreadPoolExecutor(3,10,5000,TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<>(),Executors.defaultThreadFactory(),new ExeHandler());public static void main(String[] args) {for (int i = 0 ; i < 100 ; i++){poolExecutor.execute(new PoolTask(i));//带返回值:poolExecutor.submit(new PoolTask(i));}}
}
// 定义线程池任务
class PoolTask implements Runnable {private int numParam;public PoolTask (int numParam) {this.numParam = numParam;}@Overridepublic void run() {try {System.out.println("PoolTask "+ numParam+" begin...");Thread.sleep(5000);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}public int getNumParam() {return numParam;}public void setNumParam(int numParam) {this.numParam = numParam;}
}
// 定义异常处理
class ExeHandler implements RejectedExecutionHandler {@Overridepublic void rejectedExecution(Runnable runnable, ThreadPoolExecutor executor) {System.out.println("ExeHandler "+executor.getCorePoolSize());executor.shutdown();}
}
流程分析
- 线程池中线程数小于corePoolSize时,新任务将创建一个新线程执行任务,不论此时线程池中存在空闲线程;
- 线程池中线程数达到corePoolSize时,新任务将被放入workQueue中,等待线程池中任务调度执行;
- 当workQueue已满,且maximumPoolSize>corePoolSize时,新任务会创建新线程执行任务;
- 当workQueue已满,且提交任务数超过maximumPoolSize,任务由RejectedExecutionHandler处理;
- 当线程池中线程数超过corePoolSize,且超过这部分的空闲时间达到keepAliveTime时,回收该线程;
- 如果设置allowCoreThreadTimeOut(true)时,线程池中corePoolSize范围内的线程空闲时间达到keepAliveTime也将回收;
三、线程池应用
应用场景:批量账户和密码的校验任务,在实际的业务中算比较常见的,通过初始化线程池,把任务提交执行,最后拿到处理结果,这就是线程池使用的核心思想:节省资源提升效率。
public class Executor02 {public static void main(String[] args) {// 初始化校验任务List<CheckTask> checkTaskList = new ArrayList<>() ;initList(checkTaskList);// 定义线程池ExecutorService executorService ;if (checkTaskList.size() < 10){executorService = Executors.newFixedThreadPool(checkTaskList.size());}else{executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);}// 批量处理List<Future<Boolean>> results = new ArrayList<>() ;try {results = executorService.invokeAll(checkTaskList);} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();}// 查看结果for (Future<Boolean> result : results){try {System.out.println(result.get());// System.out.println(result.get(10000,TimeUnit.SECONDS));} catch (Exception e) {e.printStackTrace() ;}}// 关闭线程池executorService.shutdownNow();}private static void initList (List<CheckTask> checkTaskList){checkTaskList.add(new CheckTask("root","123")) ;checkTaskList.add(new CheckTask("root1","1234")) ;checkTaskList.add(new CheckTask("root2","1235")) ;}
}
// 校验任务
class CheckTask implements Callable<Boolean> {private String userName ;private String passWord ;public CheckTask(String userName, String passWord) {this.userName = userName;this.passWord = passWord;}@Overridepublic Boolean call() throws Exception {// 校验账户+密码if (userName.equals("root") && passWord.equals("123")){return Boolean.TRUE ;}return Boolean.FALSE ;}
}
线程池主要用来解决线程生命周期开销问题和资源不足问题,通过线程池对多个任务线程重复使用,线程创建也被分摊到多个任务上,多数任务提交就有空闲的线程可以使用,所以消除线程频繁创建带来的开销。
四、源代码地址
GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/java-base-parent
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/java-base-parent
推荐阅读:Java并发编程
序号 | 文章标题 |
---|---|
01 | Java并发:线程的创建方式,状态周期管理 |
02 | Java并发:线程核心机制,基础概念扩展 |
03 | Java并发:多线程并发访问,同步控制 |
04 | Java并发:线程间通信,等待/通知机制 |
05 | Java并发:悲观锁和乐观锁机制 |
06 | Java并发:Lock机制下API用法详解 |
07 | Java并发:Fork/Join框架机制详解 |
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