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2018-05-29: 初稿
2018-06-03: 第一次整理
1. 前言
- 首先介紹進(jìn)程和線程之間的關(guān)系容燕，其中進(jìn)程是最小的程序的單位，而線程為CPU執(zhí)行的最小單位嘁锯，也就是在該進(jìn)程的基礎(chǔ)上请毛，可以執(zhí)行相應(yīng)功能的單位
- 一個(gè)進(jìn)程不可能只有一個(gè)線程志鞍，實(shí)現(xiàn)異步任務(wù)，或者耗時(shí)操作還是需要開啟其他的線程來實(shí)現(xiàn)其他功能的方仿。
- 創(chuàng)建新的線程的方法可以通過new Thread方法來實(shí)現(xiàn)固棚，記得在最后添加.start()方法哦！要不線程是起不起來的哈仙蚜！
new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub } }).start();- 該種方法的弊端：
1）每次new Thread新建對(duì)象性能差此洲。
2）線程缺乏統(tǒng)一管理，可能無限制新建線程委粉，相互之間競(jìng)爭(zhēng)呜师，及可能占用過多系統(tǒng)資源導(dǎo)致死機(jī)或oom。
3）缺乏更多功能贾节，如定時(shí)執(zhí)行汁汗、定期執(zhí)行、線程中斷栗涂。
- 該種方法的弊端：
- 創(chuàng)建/銷毀線程伴隨著系統(tǒng)開銷知牌，過于頻繁的創(chuàng)建/銷毀線程，會(huì)很大程度上影響處理效率斤程，記創(chuàng)建線程消耗時(shí)間T1角寸，執(zhí)行任務(wù)消耗時(shí)間T2，銷毀線程消耗時(shí)間T3暖释，如果T1+T3>T2袭厂，那么是不是說開啟一個(gè)線程來執(zhí)行這個(gè)任務(wù)太不劃算了墨吓！正好球匕，線程池緩存線程，可用已有的閑置線程來執(zhí)行新任務(wù)帖烘，避免了T1+T3帶來的系統(tǒng)開銷亮曹。
2. 線程池簡(jiǎn)介
-
線程池優(yōu)點(diǎn)，線程池會(huì)很好的解決上述問題，其中本文主要介紹的為Java中的線程池的使用照卦，可以使用在Android中式矫，該方法的主要使用有以下優(yōu)點(diǎn)
1）重用存在的線程，減少對(duì)象創(chuàng)建役耕、消亡的開銷采转，性能佳。
2）可有效控制最大并發(fā)線程數(shù)瞬痘，提高系統(tǒng)資源的使用率故慈，同時(shí)避免過多資源競(jìng)爭(zhēng)，避免堵塞框全。
3）提供定時(shí)執(zhí)行察绷、定期執(zhí)行、單線程津辩、并發(fā)數(shù)控制等功能拆撼。 -
線程池分類，在Java中Executors一共提供了4中線程池喘沿，主要分為：
1）newCachedThreadPool 創(chuàng)建一個(gè)可緩存線程池闸度，如果線程池長(zhǎng)度超過處理需要，可靈活回收空閑線程蚜印，若無可回收筋岛，則新建線程。
2）newFixedThreadPool 創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線程池晒哄，可控制線程最大并發(fā)數(shù)睁宰，超出的線程會(huì)在隊(duì)列中等待。
3）newScheduledThreadPool 創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線程池寝凌，支持定時(shí)及周期性任務(wù)執(zhí)行柒傻。
4）newSingleThreadExecutor 創(chuàng)建一個(gè)單線程化的線程池，它只會(huì)用唯一的工作線程來執(zhí)行任務(wù)较木，保證所有任務(wù)按照指定順序(FIFO, LIFO, 優(yōu)先級(jí))執(zhí)行红符。 - 線程池參數(shù)，在Java中伐债，線程池的概念是Executor這個(gè)接口预侯，具體實(shí)現(xiàn)為ThreadPoolExecutor類，對(duì)線程池的配置就是對(duì)ThreadPoolExecutor的構(gòu)造參數(shù)的配置峰锁。
2.1. Executors構(gòu)造方法參數(shù)簡(jiǎn)介
- 構(gòu)造方法萎馅，ThreadPoolExecutor提供了四個(gè)構(gòu)造函數(shù)
//五個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue)
//六個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)-1
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory)
//六個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)-2
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
RejectedExecutionHandler handler)
//七個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)
- 上面的構(gòu)造方法中的參數(shù)比較多，但是對(duì)于參數(shù)來數(shù)主要有幾個(gè)核心的參數(shù)需要了解
2.1.1 int corePoolSize 該線程池中的核心線程數(shù)的最大值
- 但是什么是核心線程呢虹蒋，線程池在新建線程的時(shí)候如果當(dāng)前的線程的總數(shù)小于corePoolSize糜芳，表示該建立的線程是核心線程飒货，如果超出了這個(gè)大小，表示建立的線程不是核心線程峭竣。
- 核心線程有什么用呢塘辅，核心線程可以一直存在當(dāng)前的線程池中，即使當(dāng)前的線程處于閑置狀態(tài)皆撩。
- 怎么改變這種情況呢扣墩，可以通過設(shè)定ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut的值為true，即對(duì)核心線程設(shè)置了超時(shí)時(shí)間扛吞，若核心線程閑置超出時(shí)間的話沮榜，會(huì)被銷毀。
2.1.2 int maximumPoolSize 該線程池中線程總數(shù)最大值
- 核心線程 + 非核心線程 = 線程總數(shù)喻粹，也就是對(duì)核心線程以及非核心的線程的總數(shù)進(jìn)行了一定的限制蟆融。
2.1.3 long keepAliveTime 該線程池中非核心線程閑置超時(shí)時(shí)長(zhǎng)
- 針對(duì)于非核心線程，若當(dāng)前的非核心的線程閑置狀態(tài)超出于當(dāng)前設(shè)定的keepAliveTime值的話守呜，會(huì)被銷毀型酥。
- 針對(duì)核心線程，需要將allowCoreThreadTimeOut = true查乒，會(huì)作用于核心線程弥喉。
2.1.4 TimeUnit unit 該線程池中超時(shí)時(shí)長(zhǎng)的單位，為枚舉類型
- NANOSECONDS ： 1微毫秒 = 1微秒 / 1000
- MICROSECONDS ： 1微秒 = 1毫秒 / 1000
- MILLISECONDS ： 1毫秒 = 1秒 /1000
- SECONDS ： 秒
- MINUTES ： 分
- HOURS ： 小時(shí)
- DAYS ： 天
2.1.5 BlockingQueue<Runnable> workQueue 該線程池中的任務(wù)隊(duì)列
- 該任務(wù)隊(duì)列維護(hù)著等待執(zhí)行的Runnable對(duì)象玛迄，當(dāng)所有的核心線程都在干活時(shí)由境，新添加的任務(wù)會(huì)被添加到這個(gè)隊(duì)列中等待處理，如果隊(duì)列滿了蓖议，則新建非核心線程執(zhí)行任務(wù)虏杰。
- 常見的workQueue的類型：
1）SynchronousQueue：這個(gè)隊(duì)列接收到任務(wù)的時(shí)候，會(huì)直接提交給線程處理勒虾，而不保留它纺阔，如果所有線程都在工作怎么辦？那就新建一個(gè)線程來處理這個(gè)任務(wù)修然！所以為了保證不出現(xiàn)<線程數(shù)達(dá)到了maximumPoolSize而不能新建線程>的錯(cuò)誤笛钝，使用這個(gè)類型隊(duì)列的時(shí)候，maximumPoolSize一般指定成Integer.MAX_VALUE愕宋，即無限大
2）LinkedBlockingQueue：這個(gè)隊(duì)列接收到任務(wù)的時(shí)候玻靡，如果當(dāng)前線程數(shù)小于核心線程數(shù)，則新建線程(核心線程)處理任務(wù)中贝；如果當(dāng)前線程數(shù)等于核心線程數(shù)囤捻，則進(jìn)入隊(duì)列等待。由于這個(gè)隊(duì)列沒有最大值限制雄妥，即所有超過核心線程數(shù)的任務(wù)都將被添加到隊(duì)列中最蕾，這也就導(dǎo)致了maximumPoolSize的設(shè)定失效依溯，因?yàn)榭偩€程數(shù)永遠(yuǎn)不會(huì)超過corePoolSize
3）ArrayBlockingQueue：可以限定隊(duì)列的長(zhǎng)度老厌，接收到任務(wù)的時(shí)候瘟则，如果沒有達(dá)到corePoolSize的值，則新建線程(核心線程)執(zhí)行任務(wù)枝秤，如果達(dá)到了醋拧，則入隊(duì)等候，如果隊(duì)列已滿淀弹，則新建線程(非核心線程)執(zhí)行任務(wù)丹壕，又如果總線程數(shù)到了maximumPoolSize，并且隊(duì)列也滿了薇溃，則發(fā)生錯(cuò)誤
4）DelayQueue：隊(duì)列內(nèi)元素必須實(shí)現(xiàn)Delayed接口菌赖，這就意味著你傳進(jìn)去的任務(wù)必須先實(shí)現(xiàn)Delayed接口。這個(gè)隊(duì)列接收到任務(wù)時(shí)沐序，首先先入隊(duì)琉用，只有達(dá)到了指定的延時(shí)時(shí)間，才會(huì)執(zhí)行任務(wù)
2.1.6 ThreadFactory threadFactory 該線程池的創(chuàng)建線程的方式
- 怎么說呢策幼，這個(gè)是個(gè)接口邑时，實(shí)現(xiàn)的話需要實(shí)現(xiàn)
Thread newThread(Runnable r)的方法，一般情況用不上特姐。 - 舉個(gè)例子??晶丘，AsyncTask源碼就是對(duì)線程池的封裝，然后就是改了個(gè)名...
new ThreadFactory() {
private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);
public Thread new Thread(Runnable r) {
return new Thread(r,"AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
}
}
2.1.7 RejectedExecutionHandler handler 該線程池拋出異常專用
- 用于上文中遇到的錯(cuò)誤中拋出的錯(cuò)誤的處理唐含，但是對(duì)于錯(cuò)誤的單獨(dú)的處理還不會(huì)扒掣 ！一般也用不上捷枯。
- // TODO 對(duì)錯(cuò)誤的單獨(dú)的處理
2.2 初始化線程池
- 構(gòu)造方法就是初始化線程池的嘛脑题，對(duì)于如何初始化線程池，一般只用5個(gè)參數(shù)的構(gòu)造方法
- 先初始化一個(gè)對(duì)象铜靶，竟然不是new出來的叔遂，不同類型的線程池的構(gòu)造方法不同，舉例說明??
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool(); - 使用方法争剿，添加一個(gè)任務(wù)到線程池已艰，但是這個(gè)run方法竟然不用.start()耶
cachedThreadPool.execute(Runnable command) { ... 實(shí)現(xiàn)run方法 ... }
2.3 常見使用的四類線程池
- Java通過Executors提供了四種線程池，這四種線程池都是直接或間接配置ThreadPoolExecutor的參數(shù)實(shí)現(xiàn)的蚕苇，如果當(dāng)前的這四種線程池沒有辦法滿足需要的話哩掺，需要自己實(shí)現(xiàn)了....，感覺好難
2.3.1 CachedThreadPool 提供可緩存線程池機(jī)制
- 線程數(shù)無限制
- 有空閑線程則復(fù)用空閑線程涩笤，若無空閑線程則新建線程
- 一定程序減少頻繁創(chuàng)建/銷毀線程嚼吞，減少系統(tǒng)開銷
- 舉個(gè)例子??
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
try {
Thread.sleep(index * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 這就是執(zhí)行該可緩存的線程了
cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(index);
}
});
}
- 具體的實(shí)現(xiàn)的源碼
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
2.3.2 newFixedThreadPool 提供定長(zhǎng)線程池盒件，控制并發(fā)數(shù)
- 可控制線程最大并發(fā)數(shù)（同時(shí)執(zhí)行的線程數(shù)）
- 超出的線程會(huì)在隊(duì)列中等待
- 舉個(gè)栗子??
// 構(gòu)建定長(zhǎng)線程池，最大線程數(shù)為3
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
// 執(zhí)行任務(wù)線程舱禽，但是允許同時(shí)執(zhí)行的線程數(shù)為3個(gè)
fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
System.out.println(index);
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
- 具體的實(shí)現(xiàn)的源碼
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
2.3.3 newScheduledThreadPool 提供定長(zhǎng)線程池炒刁，定時(shí)及周期性任務(wù)執(zhí)行
- 舉個(gè)栗子??
// 創(chuàng)建定長(zhǎng)線程池，定時(shí)周期性執(zhí)行任務(wù)誊稚，最大線程數(shù)為5個(gè)
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("delay 3 seconds");
}
}, 3, TimeUnit.SECONDS); // 延遲3秒執(zhí)行
- 具體的實(shí)現(xiàn)的源碼
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());
}
2.3.4 SingleThreadExecutor 提供單線程化的線程池
- 有且僅有一個(gè)工作線程執(zhí)行任務(wù)
- 所有任務(wù)按照指定順序(FIFO, LIFO, 優(yōu)先級(jí))執(zhí)行翔始，即遵循隊(duì)列的入隊(duì)出隊(duì)規(guī)則
- 具體的實(shí)現(xiàn)的源碼
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
3. 總結(jié)
3.1 線程池的作用：
- 線程池作用就是限制系統(tǒng)中執(zhí)行線程的數(shù)量。
- 根據(jù)系統(tǒng)的環(huán)境情況里伯，可以自動(dòng)或手動(dòng)設(shè)置線程數(shù)量城瞎，達(dá)到運(yùn)行的最佳效果；少了浪費(fèi)了系統(tǒng)資源疾瓮，多了造成系統(tǒng)擁擠效率不高脖镀。
- 用線程池控制線程數(shù)量，其他線程排隊(duì)等候狼电。一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢蜒灰，再從隊(duì)列的中取最前面的任務(wù)開始執(zhí)行。若隊(duì)列中沒有等待進(jìn)程漫萄，線程池的這一資源處于等待卷员。當(dāng)一個(gè)新任務(wù)需要運(yùn)行時(shí)，如果線程池中有等待的工作線程腾务，就可以開始運(yùn)行了毕骡；否則進(jìn)入等待隊(duì)列。
3.2 為什么要用線程池
- 減少了創(chuàng)建和銷毀線程的次數(shù)岩瘦，每個(gè)工作線程都可以被重復(fù)利用未巫，可執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。
- 可以根據(jù)系統(tǒng)的承受能力启昧，調(diào)整線程池中工作線線程的數(shù)目叙凡，防止因?yàn)橄倪^多的內(nèi)存，而把服務(wù)器累趴下(每個(gè)線程需要大約1MB內(nèi)存密末，線程開的越多握爷，消耗的內(nèi)存也就越大，最后死機(jī))严里。
- Java里面線程池的頂級(jí)接口是Executor新啼，但是嚴(yán)格意義上講Executor并不是一個(gè)線程池，而只是一個(gè)執(zhí)行線程的工具刹碾。真正的線程池接口是ExecutorService燥撞。
- 比較重要的幾個(gè)類：
1）ExecutorService：真正的線程池接口。
2）ScheduledExecutorService：能和Timer/TimerTask類似，解決那些需要任務(wù)重復(fù)執(zhí)行的問題物舒。
3）ThreadPoolExecutor：ExecutorService的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)色洞。
4）ScheduledThreadPoolExecutor：繼承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口實(shí)現(xiàn)，周期性任務(wù)調(diào)度的類實(shí)現(xiàn)冠胯。 - 要配置一個(gè)線程池是比較復(fù)雜的火诸，尤其是對(duì)于線程池的原理不是很清楚的情況下，很有可能配置的線程池不是較優(yōu)的涵叮，因此在Executors類里面提供了一些靜態(tài)工廠惭蹂，生成一些常用的線程池伞插。
4. 參考文獻(xiàn)
[1] 線程池割粮，這一篇或許就夠了-LiuZh_
[2] Java 四種線程池-星辰之力
