Java 四種執行緒池 - 使用
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介紹new Thread的弊端及Java四種執行緒池的使用,對Android同樣適用。本文是基礎篇,後面會分享下執行緒池一些高階功能。
1、new Thread的弊端
執行一個非同步任務你還只是如下new Thread嗎?
new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub } }).start();
那你就out太多了,new Thread的弊端如下:
a. 每次new Thread新建物件效能差。
b. 執行緒缺乏統一管理,可能無限制新建執行緒,相互之間競爭,及可能佔用過多系統資源導致宕機或oom。
c. 缺乏更多功能,如定時執行、定期執行、執行緒中斷。
相比new Thread,Java提供的四種執行緒池的好處在於:
a. 重用存在的執行緒,減少物件建立、消亡的開銷,效能佳。
b. 可有效控制最大併發執行緒數,提高系統資源的使用率,同時避免過多資源競爭,避免堵塞。
c. 提供定時執行、定期執行、單執行緒、併發數控制等功能。
2、Java 執行緒池
Java通過Executors提供四種執行緒池,分別為:
newCachedThreadPool建立一個可快取執行緒池,如果執行緒池長度超過處理需要,可靈活回收空閒執行緒,若無可回收,則新建執行緒。
newFixedThreadPool 建立一個定長執行緒池,可控制執行緒最大併發數,超出的執行緒會在佇列中等待。
newScheduledThreadPool 建立一個定長執行緒池,支援定時及週期性任務執行。
newSingleThreadExecutor 建立一個單執行緒化的執行緒池,它只會用唯一的工作執行緒來執行任務,保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先順序)執行。
(1). newCachedThreadPool
建立一個可快取執行緒池,如果執行緒池長度超過處理需要,可靈活回收空閒執行緒,若無可回收,則新建執行緒。示例程式碼如下:
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(); } cachedThreadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(index); } }); }
執行緒池為無限大,當執行第二個任務時第一個任務已經完成,會複用執行第一個任務的執行緒,而不用每次新建執行緒。
(2). newFixedThreadPool
建立一個定長執行緒池,可控制執行緒最大併發數,超出的執行緒會在佇列中等待。示例程式碼如下:
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3); for (int i = 0; i < 10; i++) { final int index = i; fixedThreadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { try { System.out.println(index); Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } }); }
因為執行緒池大小為3,每個任務輸出index後sleep 2秒,所以每兩秒列印3個數字。
定長執行緒池的大小最好根據系統資源進行設定。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可參考PreloadDataCache。
(3) newScheduledThreadPool
建立一個定長執行緒池,支援定時及週期性任務執行。延遲執行示例程式碼如下:
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5); scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("delay 3 seconds"); } }, 3, TimeUnit.SECONDS);
表示延遲3秒執行。
定期執行示例程式碼如下:
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds"); } }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
表示延遲1秒後每3秒執行一次。
ScheduledExecutorService比Timer更安全,功能更強大,後面會有一篇單獨進行對比。
(4)、newSingleThreadExecutor
建立一個單執行緒化的執行緒池,它只會用唯一的工作執行緒來執行任務,保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先順序)執行。示例程式碼如下:
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor(); for (int i = 0; i < 10; i++) { final int index = i; singleThreadExecutor.execute(new Runnable() { @Override public void run() { try { System.out.println(index); Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } }); }
結果依次輸出,相當於順序執行各個任務。
現行大多數GUI程式都是單執行緒的。Android中單執行緒可用於資料庫操作,檔案操作,應用批量安裝,應用批量刪除等不適合併發但可能IO阻塞性及影響UI執行緒響應的操作。
執行緒池的作用:
執行緒池作用就是限制系統中執行執行緒的數量。
根 據系統的環境情況,可以自動或手動設定執行緒數量,達到執行的最佳效果;少了浪費了系統資源,多了造成系統擁擠效率不高。用執行緒池控制執行緒數量,其他執行緒排 隊等候。一個任務執行完畢,再從佇列的中取最前面的任務開始執行。若佇列中沒有等待程序,執行緒池的這一資源處於等待。當一個新任務需要執行時,如果執行緒池 中有等待的工作執行緒,就可以開始運行了;否則進入等待佇列。
為什麼要用執行緒池:
1.減少了建立和銷燬執行緒的次數,每個工作執行緒都可以被重複利用,可執行多個任務。
2.可以根據系統的承受能力,調整執行緒池中工作線執行緒的數目,防止因為消耗過多的記憶體,而把伺服器累趴下(每個執行緒需要大約1MB記憶體,執行緒開的越多,消耗的記憶體也就越大,最後宕機)。
Java裡面執行緒池的頂級介面是Executor,但是嚴格意義上講Executor並不是一個執行緒池,而只是一個執行執行緒的工具。真正的執行緒池介面是ExecutorService。
比較重要的幾個類:
ExecutorService |
真正的執行緒池介面。 |
ScheduledExecutorService |
能和Timer/TimerTask類似,解決那些需要任務重複執行的問題。 |
ThreadPoolExecutor |
ExecutorService的預設實現。 |
ScheduledThreadPoolExecutor |
繼承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService介面實現,週期性任務排程的類實現。 |
要配置一個執行緒池是比較複雜的,尤其是對於執行緒池的原理不是很清楚的情況下,很有可能配置的執行緒池不是較優的,因此在Executors類裡面提供了一些靜態工廠,生成一些常用的執行緒池。
1. newSingleThreadExecutor
建立一個單執行緒的執行緒池。這個執行緒池只有一個執行緒在工作,也就是相當於單執行緒序列執行所有任務。如果這個唯一的執行緒因為異常結束,那麼會有一個新的執行緒來替代它。此執行緒池保證所有任務的執行順序按照任務的提交順序執行。
2.newFixedThreadPool
建立固定大小的執行緒池。每次提交一個任務就建立一個執行緒,直到執行緒達到執行緒池的最大大小。執行緒池的大小一旦達到最大值就會保持不變,如果某個執行緒因為執行異常而結束,那麼執行緒池會補充一個新執行緒。
3. newCachedThreadPool
建立一個可快取的執行緒池。如果執行緒池的大小超過了處理任務所需要的執行緒,
那麼就會回收部分空閒(60秒不執行任務)的執行緒,當任務數增加時,此執行緒池又可以智慧的新增新執行緒來處理任務。此執行緒池不會對執行緒池大小做限制,執行緒池大小完全依賴於作業系統(或者說JVM)能夠建立的最大執行緒大小。
4.newScheduledThreadPool
建立一個大小無限的執行緒池。此執行緒池支援定時以及週期性執行任務的需求。
例項
1:newSingleThreadExecutor·
MyThread.java
public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在執行。。。"); } }
TestSingleThreadExecutor.java
public class TestSingleThreadExecutor { public static void main(String[] args) { //建立一個可重用固定執行緒數的執行緒池 ExecutorService pool = Executors. newSingleThreadExecutor(); //建立實現了Runnable介面物件,Thread物件當然也實現了Runnable介面 Thread t1 = new MyThread(); Thread t2 = new MyThread(); Thread t3 = new MyThread(); Thread t4 = new MyThread(); Thread t5 = new MyThread(); //將執行緒放入池中進行執行 pool.execute(t1); pool.execute(t2); pool.execute(t3); pool.execute(t4); pool.execute(t5); //關閉執行緒池 pool.shutdown(); } }
輸出結果
pool-1-thread-1正在執行。。。 pool-1-thread-1正在執行。。。 pool-1-thread-1正在執行。。。 pool-1-thread-1正在執行。。。 pool-1-thread-1正在執行。。。
2:newFixedThreadPool
TestFixedThreadPool.Java
publicclass TestFixedThreadPool { publicstaticvoid main(String[] args) { //建立一個可重用固定執行緒數的執行緒池 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); //建立實現了Runnable介面物件,Thread物件當然也實現了Runnable介面 Thread t1 = new MyThread(); Thread t2 = new MyThread(); Thread t3 = new MyThread(); Thread t4 = new MyThread(); Thread t5 = new MyThread(); //將執行緒放入池中進行執行 pool.execute(t1); pool.execute(t2); pool.execute(t3); pool.execute(t4); pool.execute(t5); //關閉執行緒池 pool.shutdown(); } }
輸出結果
pool-1-thread-1正在執行。。。 pool-1-thread-2正在執行。。。 pool-1-thread-1正在執行。。。 pool-1-thread-2正在執行。。。 pool-1-thread-1正在執行。。。
3:newCachedThreadPool
TestCachedThreadPool.java
public class TestCachedThreadPool { public static void main(String[] args) { //建立一個可重用固定執行緒數的執行緒池 ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool(); //建立實現了Runnable介面物件,Thread物件當然也實現了Runnable介面 Thread t1 = new MyThread(); Thread t2 = new MyThread(); Thread t3 = new MyThread(); Thread t4 = new MyThread(); Thread t5 = new MyThread(); //將執行緒放入池中進行執行 pool.execute(t1); pool.execute(t2); pool.execute(t3); pool.execute(t4); pool.execute(t5); //關閉執行緒池 pool.shutdown(); } }
輸出結果:
pool-1-thread-2正在執行。。。 pool-1-thread-4正在執行。。。 pool-1-thread-3正在執行。。。 pool-1-thread-1正在執行。。。 pool-1-thread-5正在執行。。。
4:newScheduledThreadPool
TestScheduledThreadPoolExecutor.java
public class TestScheduledThreadPoolExecutor { public static void main(String[] args) { ScheduledThreadPoolExecutor exec = new ScheduledThreadPoolExecutor(1); exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段時間就觸發異常 @Override publicvoid run() { //throw new RuntimeException(); System.out.println("================"); } }, 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS); exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段時間列印系統時間,證明兩者是互不影響的 @Override publicvoid run() { System.out.println(System.nanoTime()); } }, 1000, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS); } }
輸出結果
================ 8384644549516 8386643829034 8388643830710 ================ 8390643851383 8392643879319 8400643939383