ExecutorService作用

1、什么是ExecutorService?

  在日常开发中我们使用多线程经常涉及到线程并发问题,线程的创建和设防需要占用资源和内存,程序员在使用多线程编程时需要考虑并发数量控制,线程同步,资源释放,线程通信等问题。

  现在将这些工作都交由ExecutorService来做,ExecutorService是java提供的线程池,当我们有任务需要多线程来完成时,将任务(实现Runnable、callable接口、继承Thread类的对象)提交给ExecutorService,它可以控制任务最大并发线程数,提供定时执行,避免堵塞等工作。

创建方式如下:

1 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
2                               int maximumPoolSize,
3                               long keepAliveTime,
4                               TimeUnit unit,
5                               BlockingQueue<Runnable> workQueue,
6                               ThreadFactory threadFactory,
7                               RejectedExecutionHandler handler)

corePoolSize : 核心线程数,一旦创建将不会再释放。如果创建的线程数还没有达到指定的核心线程数量,将会继续创建新的核心线程,直到达到最大核心线程数后,核心线程数将不在增加;如果没有空闲的核心线程,同时又未达到最大线程数,则将继续创建非核心线程;如果核心线程数等于最大线程数,则当核心线程都处于激活状态时,任务将被挂起,等待有空闲线程时再执行。

maximumPoolSize : 最大线程数,允许创建的最大线程数量。如果最大线程数等于核心线程数,则无法创建非核心线程;如果非核心线程处于空闲时,超过设置的空闲时间,则将被回收,释放占用的资源。

keepAliveTime : 也就是当线程空闲时,所允许保存的最大时间,超过这个时间,线程将被释放销毁,但只针对于非核心线程。

unit : 时间单位,TimeUnit.SECONDS等。

workQueue : 任务队列,存储暂时无法执行的任务,等待空闲线程来执行任务。

threadFactory :  线程工厂,用于创建线程。

handler : 当线程边界和队列容量已经达到最大时,用于处理阻塞时的程序。

2、ExecutorService的类型

一共有四种线程池:

CachedThreadPool可缓存线程池、SingleThreadExecutor单线程池、FixedThreadPool固定线程数线程池、ScheduledThreadPool 固定线程数,支持定时和周期性任务线程池

2.1 CachedThreadPool可缓存线程池

1 public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
2         return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
3                                       60L, TimeUnit.SECONDS,
4                                       new SynchronousQueue<Runnable>());
5     }

通过它的创建方式可以知道,创建的都是非核心线程,而且最大线程数为Interge的最大值,空闲线程存活时间是1分钟。如果有大量耗时的任务,则不适该创建方式。它只适用于生命周期短的任务。

2.2 SingleThreadExecutor单线程池

1 public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
2         return new FinalizableDelegatedExecutorService
3             (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
4                                     0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
5                                     new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
6     }

只用一个线程来执行任务,保证任务按FIFO顺序一个个执行。

2.3 FixedThreadPool固定线程数线程池

1 public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
2         return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
3                                       0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
4                                       new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
5     }

 

也就是创建固定数量的可复用的线程数,来执行任务。当线程数达到最大核心线程数,则加入队列等待有空闲线程时再执行.。

2.4 ScheduledThreadPool 固定线程数,支持定时和周期性任务线程池

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
          DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
          new DelayedWorkQueue());
}

3、代码例子

 1 public class ExecutorServicepool {
 2     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 3         int[] a = new int[1];
 4         //创建一个容量为5的线程池
 5         ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
 6         for(int i = 0;i<15;i++){
 7             //向线程池提交一个任务(其实就是通过线程池来启动一个线程)
 8             executorService.execute(new TestRunnable(a));
 9        System.out.println("============  "+i);
10        Thread.sleep(millis:1000); 
         System.out.printlin("主线程休眠了1秒钟") 11 } 12 } 13 } 14 15 class TestRunnable extends Thread{ 16 public int[] count; 17 TestRunnable(int[] a){ 18 this.count = a; 19 } 20 @Override 21 public void run(){ 22 try { 23 if(Thread.currentThread().getName().equals("pool-1-thread-1")) 24 Thread.sleep(2000); 25 } catch (Exception e) { 26 e.printStackTrace(); 27 } 28 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-线程被调用了"); 29 System.out.println("count值为:"+(++count[0])); 30 } 31 }

得到的输出结果如下:可知,固定线程数线程池,线程数为5个,也就是使用5个线程完成对a[0]++的工作,5个线程之间是异步的,线程池中线程与主线程也是异步的。

============ 0
============ 1
============ 2 ============ 3 ============ 4 ============ 5 ============ 6 ============ 7 ============ 8 ============ 9 ============ 10 ============ 11 ============ 12 ============ 13 ============ 14 pool-1-thread-3-线程被调用了 pool-1-thread-2-线程被调用了 pool-1-thread-5-线程被调用了 pool-1-thread-4-线程被调用了 count值为:2 count值为:3 count值为:1 pool-1-thread-2-线程被调用了 count值为:4 count值为:5 pool-1-thread-3-线程被调用了 pool-1-thread-2-线程被调用了 pool-1-thread-4-线程被调用了 count值为:7 count值为:6 pool-1-thread-2-线程被调用了 count值为:9 count值为:8 pool-1-thread-4-线程被调用了 count值为:10 pool-1-thread-4-线程被调用了 count值为:11 pool-1-thread-2-线程被调用了 count值为:12 pool-1-thread-5-线程被调用了 count值为:13 pool-1-thread-3-线程被调用了 count值为:14
主线程休眠了1秒钟
pool-1-thread-1-线程被调用了 count值为:15

4、怎么关闭线程池?

执行程序时发现,所有线程执行完毕后,JVM并未结束运行,也就说明线程池没有正常结束。怎样正确关闭线程池呢?

调用 Executor 的 shutdown() 方法会等待线程都执行完毕之后再关闭,但是如果调用的是 shutdownNow() 方法,则相当于调用每个线程的 interrupt() 方法。

让线程池在指定时间内立即关闭:

public static void main(String[] args) { 
    
    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5); 
    final long waitTime = 8 * 1000; 
    final long awaitTime = 2 * 1000; 
    
    Runnable task1 = new Runnable(){ 
        public void run(){ 
            try { 
                System.out.println("task1 start"); 
                Thread.sleep(waitTime); 
                System.out.println("task1 end"); 
            } catch (InterruptedException e) { 
                System.out.println("task1 interrupted: " + e); 
            } 
        } 
    }; 
    
    Runnable task2 = new Runnable(){ 
        public void run(){ 
            try { 
                System.out.println("task2 start"); 
                Thread.sleep(1000); 
                System.out.println("task2 end"); 
            } catch (InterruptedException e) { 
                System.out.println("task2 interrupted: " + e); 
            } 
        } 
    }; 
    //消耗时间很长的任务 8秒
    pool.execute(task1); 
    
    //消耗时间1秒
    for(int i=0; i<1000; ++i){ 
        pool.execute(task2); 
    } 
    
    try { 
        // 告诉线程池,如果所有任务执行完毕则关闭线程池
        pool.shutdown(); 
    
        // 判断线程池是否在限定时间内,或者线程池内线程全部结束
        if(!pool.awaitTermination(awaitTime, TimeUnit.MILLISECONDS)){ 
            // 超时的时候向线程池中所有的线程发出中断(interrupted)。 
            pool.shutdownNow(); 
        } 
    } catch (InterruptedException e) {  
        System.out.println("awaitTermination interrupted: " + e); 
    } 
    
    System.out.println("end"); 
}
task1 start
task2 start
task2 start
task2 start
task2 start
task2 end
task2 end
task2 end
task2 start
task2 end
task2 start
task2 start
task2 start
task2 end
task2 end
task2 end
task2 end
end
task2 interrupted: java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
task2 interrupted: java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
task1 interrupted: java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
task2 interrupted: java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
task2 interrupted: java.lang.InterruptedException: sleep interrupted

Process finished with exit code 0

如果只执行shutdown,线程池会等待所有线程全部结束才终止线程池。

且!执行shutdown()后,就不能再继续使用ExecutorService来追加新的任务了,如果继续调用execute/submit方法执行新的任务的话,就会抛出RejectedExecutionException异常。

所以一般的调用顺序为:

shutdown 方法 ,停止接收新的任务
awaitTermination 方法,  判断任务是否执行完毕或者是否在指定时间内
shutdownNow方法 

 参考文献:https://www.cnblogs.com/zhncnblogs/p/10894271.html  https://blog.csdn.net/fwt336/article/details/81530581

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