Java线程：新特征-线程池

Sun在Java5中，对Java线程的类库做了大量的扩展，其中线程池就是Java5的新特征之一，除了线程池之外，还有很多多线程相关的内容，为多线程的编程带来了极大便利。为了编写高效稳定可靠的多线程程序，线程部分的新增内容显得尤为重要。

 

有关Java5线程新特征的内容全部在java.util.concurrent下面，里面包含数目众多的接口和类，熟悉这部分API特征是一项艰难的学习过程。目前有关这方面的资料和书籍都少之又少，大所属介绍线程方面书籍还停留在java5之前的知识层面上。

 

当然新特征对做多线程程序没有必须的关系，在java5之前通用可以写出很优秀的多线程程序。只是代价不一样而已。

 

线程池的基本思想还是一种对象池的思想，开辟一块内存空间，里面存放了众多（未死亡）的线程，池中线程执行调度由池管理器来处理。当有线程任务时，从池中取一个，执行完成后线程对象归池，这样可以避免反复创建线程对象所带来的性能开销，节省了系统的资源。

 

在Java5之前，要实现一个线程池是相当有难度的，现在Java5为我们做好了一切，我们只需要按照提供的API来使用，即可享受线程池带来的极大便利。

 

Java5的线程池分好多种：固定尺寸的线程池、可变尺寸连接池、。

 

在使用线程池之前，必须知道如何去创建一个线程池，在Java5中，需要了解的是java.util.concurrent.Executors类的API，这个类提供大量创建连接池的静态方法，是必须掌握的。

 

一、固定大小的线程池

 

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ExecutorService;

/**
* Java线程：线程池-
*
* @author Administrator 2009-11-4 23:30:44
*/
public class Test {
        public static void main(String[] args) {
                //创建一个可重用固定线程数的线程池
                ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
                //创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口
                Thread t1 = new MyThread();
                Thread t2 = new MyThread();
                Thread t3 = new MyThread();
                Thread t4 = new MyThread();
                Thread t5 = new MyThread();
                //将线程放入池中进行执行
                pool.execute(t1);
                pool.execute(t2);
                pool.execute(t3);
                pool.execute(t4);
                pool.execute(t5);
                //关闭线程池
                pool.shutdown();
        }
}

class MyThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在执行。。。");
        }
}

 

pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-2正在执行。。。

Process finished with exit code 0

 

二、单任务线程池

 

在上例的基础上改一行创建pool对象的代码为：

                //创建一个使用单个 worker 线程的 Executor，以无界队列方式来运行该线程。
                ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();

 

输出结果为：

pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。

Process finished with exit code 0

 

对于以上两种连接池，大小都是固定的，当要加入的池的线程（或者任务）超过池最大尺寸时候，则入此线程池需要排队等待。

一旦池中有线程完毕，则排队等待的某个线程会入池执行。

 

三、可变尺寸的线程池

 

与上面的类似，只是改动下pool的创建方式：

                //创建一个可根据需要创建新线程的线程池，但是在以前构造的线程可用时将重用它们。
                ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();

 

pool-1-thread-5正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-4正在执行。。。
pool-1-thread-3正在执行。。。
pool-1-thread-2正在执行。。。

Process finished with exit code 0

 

四、延迟连接池

 

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
* Java线程：线程池-
*
* @author Administrator 2009-11-4 23:30:44
*/
public class Test {
        public static void main(String[] args) {
                //创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。
                ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(2);
                //创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口
                Thread t1 = new MyThread();
                Thread t2 = new MyThread();
                Thread t3 = new MyThread();
                Thread t4 = new MyThread();
                Thread t5 = new MyThread();
                //将线程放入池中进行执行
                pool.execute(t1);
                pool.execute(t2);
                pool.execute(t3);
                //使用延迟执行风格的方法
                pool.schedule(t4, 10, TimeUnit.MILLISECONDS);
                pool.schedule(t5, 10, TimeUnit.MILLISECONDS);
                //关闭线程池
                pool.shutdown();
        }
}

class MyThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。");
        }
}

 

pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-2正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-2正在执行。。。

Process finished with exit code 0

 

五、单任务延迟连接池

 

在四代码基础上，做改动

                //创建一个单线程执行程序，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。
                ScheduledExecutorService pool = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();

 

pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。

Process finished with exit code 0

 

六、自定义线程池

 

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
* Java线程：线程池-自定义线程池
*
* @author Administrator 2009-11-4 23:30:44
*/
public class Test {
        public static void main(String[] args) {
                //创建等待队列
                BlockingQueue<Runnable> bqueue = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(20);
                //创建一个单线程执行程序，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。
                ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(2,3,2,TimeUnit.MILLISECONDS,bqueue);
                //创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口
                Thread t1 = new MyThread();
                Thread t2 = new MyThread();
                Thread t3 = new MyThread();
                Thread t4 = new MyThread();
                Thread t5 = new MyThread();
                Thread t6 = new MyThread();
                Thread t7 = new MyThread();
                //将线程放入池中进行执行
                pool.execute(t1);
                pool.execute(t2);
                pool.execute(t3);
                pool.execute(t4);
                pool.execute(t5);
                pool.execute(t6);
                pool.execute(t7);
                //关闭线程池
                pool.shutdown();
        }
}

class MyThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。");
                try {
                        Thread.sleep(100L);
                } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                }
        }
}

 

pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-2正在执行。。。
pool-1-thread-2正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-2正在执行。。。
pool-1-thread-1正在执行。。。
pool-1-thread-2正在执行。。。

Process finished with exit code 0

 

创建自定义线程池的构造方法很多，本例中参数的含义如下：

ThreadPoolExecutor

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue)

用给定的初始参数和默认的线程工厂及处理程序创建新的 ThreadPoolExecutor。使用 Executors 工厂方法之一比使用此通用构造方法方便得多。

参数：

corePoolSize - 池中所保存的线程数，包括空闲线程。

maximumPoolSize - 池中允许的最大线程数。

keepAliveTime - 当线程数大于核心时，此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。

unit - keepAliveTime 参数的时间单位。

workQueue - 执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由 execute 方法提交的 Runnable 任务。

抛出：

IllegalArgumentException - 如果 corePoolSize 或 keepAliveTime 小于零，或者 maximumPoolSize 小于或等于零，或者 corePoolSize 大于 maximumPoolSize。

NullPointerException - 如果 workQueue 为 null