深入java線程池的使用詳解

2020-01-26 16:12:12

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供稿：網(wǎng)友

在Java 5.0之前啟動一個任務(wù)是通過調(diào)用Thread類的start()方法來實現(xiàn)的，任務(wù)的提于交和執(zhí)行是同時進(jìn)行的，如果你想對任務(wù)的執(zhí)行進(jìn)行調(diào)度或是控制同時執(zhí)行的線程數(shù)量就需要額外編寫代碼來完成。5.0里提供了一個新的任務(wù)執(zhí)行架構(gòu)使你可以輕松地調(diào)度和控制任務(wù)的執(zhí)行，并且可以建立一個類似數(shù)據(jù)庫連接池的線程池來執(zhí)行任務(wù)。這個架構(gòu)主要有三個接口和其相應(yīng)的具體類組成。這三個接口是Executor, ExecutorService、ScheduledExecutorService，讓我們先用一個圖來顯示它們的關(guān)系：

圖的左側(cè)是接口，圖的右側(cè)是這些接口的具體類。注意Executor是沒有直接具體實現(xiàn)的。
Executor接口：是用來執(zhí)行Runnable任務(wù)的，它只定義一個方法：
•execute(Runnable command)：執(zhí)行Ruannable類型的任務(wù)
ExecutorService接口：ExecutorService繼承了Executor的方法，并提供了執(zhí)行Callable任務(wù)和中止任務(wù)執(zhí)行的服務(wù)，其定義的方法主要有：
•submit(task)：可用來提交Callable或Runnable任務(wù)，并返回代表此任務(wù)的Future對象
•invokeAll(collection of tasks)：批處理任務(wù)集合，并返回一個代表這些任務(wù)的Future對象集合
•shutdown()：在完成已提交的任務(wù)后關(guān)閉服務(wù)，不再接受新任務(wù)
•shutdownNow()：停止所有正在執(zhí)行的任務(wù)并關(guān)閉服務(wù)。
•isTerminated()：測試是否所有任務(wù)都執(zhí)行完畢了。
•isShutdown()：測試是否該ExecutorService已被關(guān)閉
ScheduledExecutorService接口在ExecutorService的基礎(chǔ)上，ScheduledExecutorService提供了按時間安排執(zhí)行任務(wù)的功能，它提供的方法主要有：
•schedule(task, initDelay): 安排所提交的Callable或Runnable任務(wù)在initDelay指定的時間后執(zhí)行。
•scheduleAtFixedRate()：安排所提交的Runnable任務(wù)按指定的間隔重復(fù)執(zhí)行
•scheduleWithFixedDelay()：安排所提交的Runnable任務(wù)在每次執(zhí)行完后，等待delay所指定的時間后重復(fù)執(zhí)行。

重要的Executors類
雖然以上提到的接口有其實現(xiàn)的具體類，但為了方便Java 5.0建議使用Executors的工具類來得到Executor接口的具體對象，需要注意的是Executors是一個類，不是Executor的復(fù)數(shù) 形式。Executors提供了以下一些static的方法：
•callable(Runnable task)：將Runnable的任務(wù)轉(zhuǎn)化成Callable的任務(wù)
•newSingleThreadExecutor：產(chǎn)生一個ExecutorService對象，這個對象只有一個線程可用來執(zhí)行任務(wù)，若任務(wù)多于一個，任務(wù)將按先后順序執(zhí)行。
•newCachedThreadPool()：產(chǎn)生一個ExecutorService對象，這個對象帶有一個線程池，線程池的大小會根據(jù)需要調(diào)整，線程執(zhí)行完任務(wù)后返回線程池，供執(zhí)行下一次任務(wù)使用。
•newFixedThreadPool(int poolSize)：產(chǎn)生一個ExecutorService對象，這個對象帶有一個大小為poolSize的線程池，若任務(wù)數(shù)量大于poolSize，任務(wù)會被放在一個queue里順序執(zhí)行。
•newSingleThreadScheduledExecutor：產(chǎn)生一個ScheduledExecutorService對象，這個對象的線程池大小為1，若任務(wù)多于一個，任務(wù)將按先后順序執(zhí)行。
•newScheduledThreadPool(int poolSize)：產(chǎn)生一個ScheduledExecutorService對象，這個對象的線程池大小為poolSize，若任務(wù)數(shù)量大于poolSize，任務(wù)會在一個queue里等待執(zhí)行

舉例說明：
應(yīng)用Executors來建立Thread pool

有時候您需要建立一堆Thread來執(zhí)行一些小任務(wù)，然而頻繁的建立Thread有時會是個開銷，因為Thread的建立必須與作業(yè)系統(tǒng)互動，如果能建立一個Thread pool來管理這些小的Thread并加以重復(fù)使用，對于系統(tǒng)效能會是個改善的方式。
您可以使用Executors來建立Thread pool，Executors有幾個static方法，列出如下：

方法	說明
`newCachedThreadPool`	建立可以快取的Thread，每個Thread預(yù)設(shè)可idle 60秒
`newFixedThreadPool`	包括固定數(shù)量的Thread
`newSingleThreadExecutor`	只有一個Thread，循序的執(zhí)行指定給它的每個任務(wù)
`newScheduledThreadPool`	可排程的Thread
`newSingleThreadScheduledExecutor`	單一可排程的Thread

舉個簡單的實例，下面的程式使用newFixedThreadPool方法建立Thread pool，當(dāng)中包括五個可以重復(fù)使用的Thread，您可以指定Runnable物件給它，程式中會產(chǎn)生十個Runnable物件，由于Thread pool中只有五個可用的Thread，所以后來建立的五個Runnable必須等待有空閑的Thread才會被執(zhí)行：
•ExecutorDemo.java

復(fù)制代碼代碼如下:

package onlyfun.caterpillar;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ExecutorDemo {
 public static void main(String[] args) {
  ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5);

  for(int i = 0; i < 10; i++) {
   final int count = i;
   service.submit
(new Runnable() {
    public void run() {
     System.out.println(count);
     try {
      Thread.sleep(2000);
     } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
     }

    }
   });
  }

  service.shutdown(); // 最后記得關(guān)閉Thread pool
 }
}

submit()方法也接受實作Callable介面的物件，最后傳回Future物件，可以取得Callable執(zhí)行過后的傳回結(jié)果。如果想利用Executors進(jìn)行排程，例如排定某個工作30秒后執(zhí)行：

復(fù)制代碼代碼如下:

ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor( );        
scheduler.schedule(new Runnable( ) {                               
public void run() {                                   
// 排程工作                               
}                           
},                           
30, TimeUnit.SECONDS);

或排定某個工作5秒后執(zhí)行，之后每30秒執(zhí)行一次：

復(fù)制代碼代碼如下:

 final ScheduledFuture future = scheduler.scheduleAtFixedRate(new Runnable( ) {                               
 public void run() {                                   
 // 排程工作                                   
 System.out.println("t");                               
 }                           
 },                           
 0, 5, TimeUnit.SECONDS);               
 // 排定 60 秒后取消future        
 scheduler.schedule(new Runnable( ) {            
 public void run( ) {              
 future.cancel(false);            
 }          
 }, 60, TimeUnit.SECONDS);

如上所示，想要取消排程任務(wù)，可以呼叫ScheduledFuture的cancel()方法。

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