五种线程池的对比与使用

今天对五种常见的java内置线程池进行讲解。

线程使用的demo

public static void cache() {
        ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
        long start = System.currentTimeMillis();
        pool.execute(() -> {
            int sum = 0;
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                sum = (int) Math.sqrt(i * i - 1 + i);
                System.out.println(sum);
            }
        });
        System.out.println("cache: " + (System.currentTimeMillis() - start));
    }

newCachedThreadPool

  • 重用之前的线程
  • 适合执行许多短期异步任务的程序。
  • 调用 execute() 将重用以前构造的线程
  • 如果没有可用的线程,则创建一个新线程并添加到池中
  • 默认为60s未使用就被终止和移除
  • 长期闲置的池将会不消耗任何资源

源码:

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

通过源码可以看出底层调用的是ThreadPoolExecutor方法,传入一个同步的阻塞队列实现缓存。

下面说一下ThreadPoolExecutor

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
             Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
    }

通过源码可以看出,我们可以传入线程池的核心线程数(最小线程数),最大线程数量,保持时间,时间单位,阻塞队列这些参数,最大线程数设置为jvm可用的cpu数量为最佳实践

newWorkStealingPool

  • 获取当前可用的线程数量进行创建作为并行级别
  • 使用ForkJoinPool

源码:

public static ExecutorService newWorkStealingPool() {
        return new ForkJoinPool
            (Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
             ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
             null, true);
    }

通过源码可以看出底层调用的是ForkJoinPool线程池

下面说一下ForkJoinPool

public ForkJoinPool(int parallelism,
                        ForkJoinWorkerThreadFactory factory,
                        UncaughtExceptionHandler handler,
                        boolean asyncMode) {
        this(checkParallelism(parallelism),
             checkFactory(factory),
             handler,
             asyncMode ? FIFO_QUEUE : LIFO_QUEUE,
             "ForkJoinPool-" + nextPoolId() + "-worker-");
        checkPermission();
    }

使用一个无限队列来保存需要执行的任务,可以传入线程的数量,不传入,则默认使用当前计算机中可用的cpu数量,使用分治法来解决问题,使用fork()和join()来进行调用

newSingleThreadExecutor

  • 在任何情况下都不会有超过一个任务处于活动状态
  • 与newFixedThreadPool(1)不同是不能重新配置加入线程,使用FinalizableDelegatedExecutorService进行包装
  • 能保证执行顺序,先提交的先执行。
  • 当线程执行中出现异常,去创建一个新的线程替换之
    源码:
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    }

newFixedThreadPool

  • 创建重用固定数量线程的线程池,不能随时新建线程
  • 当所有线程都处于活动状态时,如果提交了其他任务,
    他们将在队列中等待一个线程可用
  • 线程会一直存在,直到调用shutdown

源码:

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

newScheduledThreadPool

  • 设定延迟时间,定期执行
  • 空闲线程会进行保留

源码:

return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);

通过源码可以看出底层调用的是一个ScheduledThreadPoolExecutor,然后传入线程数量

下面来介绍一下ScheduledThreadPoolExecutor

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
              new DelayedWorkQueue());
    }

通过源码可以看出底层调用了ThreadPoolExecutor,维护了一个延迟队列,可以传入线程数量,传入延时的时间等参数,下面给出一个demo

public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 15; i = i + 5) {
            pool.schedule(() -> System.out.println("我被执行了,当前时间" + new Date()), i, TimeUnit.SECONDS);
        }
        pool.shutdown();
    }

执行结果

我被执行了,当前时间Fri Jan 12 11:20:41 CST 2018
我被执行了,当前时间Fri Jan 12 11:20:46 CST 2018
我被执行了,当前时间Fri Jan 12 11:20:51 CST 2018

有的小伙伴可能会用疑问,为什么使用schedule()而不使用submit()或者execute()呢,下面通过源码来分析

    public void execute(Runnable command) {
        schedule(command, 0, NANOSECONDS);
    }
    public Future<?> submit(Runnable task) {
        return schedule(task, 0, NANOSECONDS);
    }

通过源码可以发现这两个方法都是调用的schedule(),而且将延时时间设置为了0,所以想要实现延时操作,需要直接调用schedule()

下面我们再来分析一下submit()和execute()的以及shutdown()和shutdownNow()的区别

  • submit(),提交一个线程任务,可以接受回调函数的返回值吗,适用于需要处理返回着或者异常的业务场景
  • execute(),执行一个任务,没有返回值
  • shutdown(),表示不再接受新任务,但不会强行终止已经提交或者正在执行中的任务
  • shutdownNow(),对于尚未执行的任务全部取消,正在执行的任务全部发出interrupt(),停止执行

五种线程池的适应场景

  1. newCachedThreadPool:用来创建一个可以无限扩大的线程池,适用于服务器负载较轻,执行很多短期异步任务。
  2. newFixedThreadPool:创建一个固定大小的线程池,因为采用无界的阻塞队列,所以实际线程数量永远不会变化,适用于可以预测线程数量的业务中,或者服务器负载较重,对当前线程数量进行限制。
  3. newSingleThreadExecutor:创建一个单线程的线程池,适用于需要保证顺序执行各个任务,并且在任意时间点,不会有多个线程是活动的场景。
  4. newScheduledThreadPool:可以延时启动,定时启动的线程池,适用于需要多个后台线程执行周期任务的场景。
  5. newWorkStealingPool:创建一个拥有多个任务队列的线程池,可以减少连接数,创建当前可用cpu数量的线程来并行执行,适用于大耗时的操作,可以并行来执行

以上就是今天所想要分享的内容,由于并发接触并不深入,如有错误,请联系博主

浩瀚星辰中渺小的我们,却有着改变世界的梦想

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