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线程池,这一篇或许就够了

程序员大咖  · 公众号  · 程序员  · 2017-04-19 19:04

正文


为什么用线程池


1、创建/销毁线程伴随着系统开销,过于频繁的创建/销毁线程,会很大程度上影响处理效率

>例如:>
>记创建线程消耗时间T1,执行任务消耗时间T2,销毁线程消耗时间T3>
>如果T1+T3>T2,那么是不是说开启一个线程来执行这个任务太不划算了!>
>正好,线程池缓存线程,可用已有的闲置线程来执行新任务,避免了T1+T3带来的系统开销


2、线程并发数量过多,抢占系统资源从而导致阻塞

>我们知道线程能共享系统资源,如果同时执行的线程过多,就有可能导致系统资源不足而产生阻塞的情况>
>运用线程池能有效的控制线程最大并发数,避免以上的问题


3、对线程进行一些简单的管理

> 比如:延时执行、定时循环执行的策略等>
> 运用线程池都能进行很好的实现


线程池 ThreadPoolExecutor

既然 Android 中线程池来自于 Java,那么研究 Android 线程池其实也可以说是研究 Java中的线程池

在 Java 中,线程池的概念是 Executor 这个接口,具体实现为ThreadPoolExecutor 类,学习 Java 中的线程池,就可以直接学习他了

对线程池的配置,就是对 ThreadPoolExecutor 构造函数的参数的配置,既然这些参数这么重要,就来看看构造函数的各个参数吧


ThreadPoolExecutor提供了四个构造函数

//五个参数的构造函数

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,             

  intmaximumPoolSize,                                                    

  long keepAliveTime,
  TimeUnit unit,             

  BlockingQueueworkQueue)

//六个参数的构造函数

-1public ThreadPoolExecutor

(int corePoolSize,                         

int maximumPoolSize,                      

long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue workQueue,
ThreadFactory threadFactory)

//六个参数的构造函数

-2public ThreadPoolExecutor

(int corePoolSize,                         

int maximumPoolSize,                         

long keepAliveTime,
TimeUnit unit,

BlockingQueue workQueue,
RejectedExecutionHandler handler)

//七个参数的构造函数

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,           

int maximumPoolSize,                                                     

long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)

我知道你看到这些构造函数和我一样也是吓呆了,但其实一共就7种类型,理解起来简直和理解一周有7天一样简单,而且一周有两天是周末,其实也就只有5天需要了解!相信我,毕竟扯皮,我比较擅长


  • int corePoolSize=> 该线程池中 核心线程数最大值

> **核心线程:**>
> 线程池新建线程的时候,如果当前线程总数小于corePoolSize,则新建的是核心线程,如果超过corePoolSize,则新建的是非核心线程>
> 核心线程默认情况下会一直存活在线程池中,即使这个核心线程啥也不干(闲置状态)。>
> 如果指定ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut这个属性为true,那么核心线程如果不干活(闲置状态)的话,超过一定时间(时长下面参数决定),就会被销毁掉>
> 很好理解吧,正常情况下你不干活我也养你,因为我总有用到你的时候,但有时候特殊情况(比如我自己都养不起了),那你不干活我就要把你干掉了

  • int maximumPoolSize

> 该线程池中**线程总数最大值**>
> 线程总数 = 核心线程数 + 非核心线程数。核心线程在上面解释过了,这里说下非核心线程:>
> 不是核心线程的线程(别激动,把刀放下...),其实在上面解释过了

  • long keepAliveTime

> 该线程池中**非核心线程闲置超时时长**>
> 一个非核心线程,如果不干活(闲置状态)的时长超过这个参数所设定的时长,就会被销毁掉>
> 如果设置allowCoreThreadTimeOut = true,则会作用于核心线程

  • TimeUnit unit

> keepAliveTime的单位,TimeUnit是一个枚举类型,其包括:>
> 1. NANOSECONDS : 1微毫秒 = 1微秒 / 1000> 2. MICROSECONDS : 1微秒 = 1毫秒 / 1000> 3. MILLISECONDS : 1毫秒 = 1秒 /1000> 4. SECONDS : 秒> 5. MINUTES : 分> 6. HOURS : 小时> 7. DAYS : 天

  • BlockingQueue workQueue

> 该线程池中的任务队列:维护着等待执行的Runnable对象>
> 当所有的核心线程都在干活时,新添加的任务会被添加到这个队列中等待处理,如果队列满了,则新建非核心线程执行任务>
> 常用的workQueue类型:>
> 1. **SynchronousQueue:**这个队列接收到任务的时候,会直接提交给线程处理,而不保留它如果所有线程都在工作怎么办?那就新建一个线程来处理这个任务!所以为了保证不出现的错误,使用这个类型队列的时候,maximumPoolSize一般指定成Integer.MAX_VALUE,即无限大>
> 2. **LinkedBlockingQueue:**这个队列接收到任务的时候,如果当前线程数小于核心线程数,则新建线程(核心线程)处理任务;如果当前线程数等于核心线程数,则进入队列等待。由于这个队列没有最大值限制,即所有超过核心线程数的任务都将被添加到队列中,这也就导致了maximumPoolSize的设定失效,因为总线程数永远不会超过corePoolSize>
> 3. **ArrayBlockingQueue:**可以限定队列的长度,接收到任务的时候,如果没有达到corePoolSize的值,则新建线程(核心线程)执行任务,如果达到了,则入队等候,如果队列已满,则新建线程(非核心线程)执行任务,又如果总线程数到了maximumPoolSize,并且队列也满了,则发生错误>
> 4. **DelayQueue:**队列内元素必须实现Delayed接口,这就意味着你传进去的任务必须先实现Delayed接口。这个队列接收到任务时,首先先入队,只有达到了指定的延时时间,才会执行任务


  • ThreadFactory threadFactory

> 创建线程的方式,这是一个接口,你new他的时候需要实现他的`Thread newThread(Runnable r)`方法,一般用不上,**这是星期六,休息**>
> 但我还是说一句吧(把枪放下...)>
> 小伙伴应该知道AsyncTask是对线程池的封装吧?那就直接放一个AsyncTask新建线程池的threadFactory参数源码吧:>
> ```> new ThreadFactory() {>     private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);>    
>     public Thread new Thread(Runnable r) {>         return new Thread(r,"AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());>     }> }> ```> 这么简单?就给线程起了个名?!对啊,所以说这是星期六啊,别管他了,虽然我已经强迫你们看完了...

  • RejectedExecutionHandler handler

> 这玩意儿就是抛出异常专用的,比如上面提到的两个错误发生了,就会由这个handler抛出异常,你不指定他也有个默认的>
> 抛异常能抛出什么花样来?所以这个星期天不管了,一边去,根本用不上


新建一个线程池的时候,一般只用5个参数的构造函数。


向 ThreadPoolExecutor 添加任务


那说了这么多,你可能有疑惑,我知道 new 一个ThreadPoolExecutor,大概知道各个参数是干嘛的,可是我new完了,怎么向线程池提交一个要执行的任务啊?


通过 ThreadPoolExecutor.execute(Runnable command) 方法即可向线程池内添加一个任务


ThreadPoolExecutor 的策略


上面介绍参数的时候其实已经说到了ThreadPoolExecutor执行的策略,这里给总结一下,当一个任务被添加进线程池时:

  1. 线程数量未达到corePoolSize,则新建一个线程(核心线程)执行任务

  2. 线程数量达到了corePools,则将任务移入队列等待

  3. 队列已满,新建线程(非核心线程)执行任务

  4. 队列已满,总线程数又达到了maximumPoolSize,就会由上面那位星期天(RejectedExecutionHandler)抛出异常

常见四种线程池

如果你不想自己写一个线程池,那么你可以从下面看看有没有符合你要求的(一般都够用了),如果有,那么很好你直接用就行了,如果没有,那你就老老实实自己去写一个吧


Java 通过 Executors 提供了四种线程池,这四种线程池都是直接或间接配置

ThreadPoolExecutor 的参数实现的,下面我都会贴出这四种线程池构造函数的源码,各位大佬们一看便知!

来,走起:


CachedThreadPool()

可缓存线程池:

  1. 线程数无限制

  2. 有空闲线程则复用空闲线程,若无空闲线程则新建线程

  3. 一定程序减少频繁创建/销毁线程,减少系统开销

创建方法:

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();


源码:

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,                                  60L, TimeUnit.SECONDS,                                  new SynchronousQueue());
}


通过我上面 行云流水谈笑风生天马行空滔滔不绝 的对各种参数的说明,这个源码你肯定一眼就看懂了,想都不用想(下面三种一样啦)


FixedThreadPool()

定长线程池:

  1. 可控制线程最大并发数(同时执行的线程数)

  2. 超出的线程会在队列中等待

创建方法:

//nThreads => 最大线程数即maximumPoolSizeExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(int nThreads);//threadFactory => 创建线程的方法,这就是我叫你别理他的那个星期六!你还看!ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory);


源码:

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,                                  new LinkedBlockingQueue());
}


2个参数的构造方法源码,不用我贴你也知道他把星期六放在了哪个位置!所以我就不贴了,省下篇幅给我扯皮


ScheduledThreadPool()

定长线程池:

  1. 支持定时及周期性任务执行。

创建方法:

//nThreads => 最大线程数即maximumPoolSizeExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize);


源码:

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}//ScheduledThreadPoolExecutor():public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
         DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,          new DelayedWorkQueue());
}


SingleThreadExecutor()

单线程化的线程池:

  1. 有且仅有一个工作线程执行任务

  2. 所有任务按照指定顺序执行,即遵循队列的入队出队规则

创建方法:

ExecutorService singleThreadPool = Executors.newSingleThreadPool();


源码:

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {    return new FinalizableDelegatedExecutorService
       (new ThreadPoolExecutor(1, 1,                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,                                new LinkedBlockingQueue()));
}


还有一个 Executors.newSingleThreadScheduledExecutor() 结合了3和4,就不介绍了,基本不用。

结语

墙裂建议各位看完本文一定要实际动手去敲一遍都验证一遍,这样才能很好的掌握知识。动手做,永远是学习的最好的方式!


作者:Liuzh

链接:https://segmentfault.com/a/1190000009098623

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