Android/java 多线程(五)-ThreadPoolExecutor线程池的使用
多线程系列历史文章:
Android/java 多线程(一)-Thread的使用以及源码分析
Android/java 多线程(二)-Thread的好兄弟Handler
Android/java 多线程(三)-HandlerThread的使用场景及源码解析
Android/java多线程(四)-IntentService
前面几篇文章主要都是介绍的单个线程的运用以及原理,这篇文章开始讲解多个线程的运用
简介
线程池是一个能对多个线程进行统一管理的一套机制,它具有诸多的优点:
- 能对线程进行复用,当有空闲的线程,线程池会复用这些线程而不会去重新创建,节省了资源
- 能灵活创建各种线程使用场景,内部封装了常用线程池创建逻辑,并支持自定义线程池逻辑创建
- 能准确的对每一个线程进行管理,并能读取每个线程的一写基础信息,方便进行一些逻辑处理
缺点:
线程中的数据传递没有Handler机制方便
使用场景:
具有诸多耗时任务的情况,当系统为每一个任务创建一个线程,会占用系统的大量资源,容易引起界面的卡顿,线程池的复用机制就很好的解决了这个问题
常用的线程池的使用
自定义线程池
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) { if (corePoolSize < 0 || maximumPoolSize <= 0 || maximumPoolSize < corePoolSize || keepAliveTime < 0) throw new IllegalArgumentException(); if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null) throw new NullPointerException(); this.corePoolSize = corePoolSize; this.maximumPoolSize = maximumPoolSize; this.workQueue = workQueue; this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime); this.threadFactory = threadFactory; this.handler = handler; }
传入不同的参数,实现的效果也不同,下面说一下每个参数的作用:
- corePoolSize 核心线程数,,即使空闲时仍保留在池中的线程数,除非设置了
allowCoreThreadTimeOut
- maximumPoolSize 线程池中允许的最大线程数
- keepAliveTime 顾名思义,线程终止前的存活时间,即当线程数大于核心线程数(corePoolSize )时,多余的空闲线程在终止之前等待新任务的最大时间
- TimeUnit
keepAliveTime
的单位 - workQueue 在执行任务之前用于保存任务的队列。 该队列将仅保存execute方法提交的Runnable任务。
- ThreadFactory 执行程序创建新线程时使用的工厂
- RejectedExecutionHandler 执行被阻止时使用的处理程序
这里说一下各个参数的配置套路,当使用execute(Runnable)
方法添加一个任务到队列中,如果corePoolSize
比maximumPoolSize
小,队列满了后就会去创建新的线程,当corePoolSize
与maximumPoolSize
相等时,就会创建一个固定大小的核心线程池。如果将maximumPoolSize
设置为无限大(例如nteger.MAX_VALUE),则是创建一个能容纳任意数量任务的线程池。
ThreadFactory
的作用是用来创建新的线程的,它是一个接口,实现它即可创建一个新的线程:
public interface ThreadFactory { /** * Constructs a new {@code Thread}. Implementations may also initialize * priority, name, daemon status, {@code ThreadGroup}, etc. * * @param r a runnable to be executed by new thread instance * @return constructed thread, or {@code null} if the request to * create a thread is rejected */ Thread newThread(Runnable r);}
通过它,你可以指定线程的名称,优先级,守护进程等,如果不设置,则会默认使用Executors.defaultThreadFactory()
,它会创建一个与所有线程与所有相同的ThreadGroup
并且具有相同的优先级和非守护进程状态NORM_PRIORITY
。
workQueue
是一个排队策略,一般有三种:
- 直接切换:对应
SynchronousQueue
实现类,将任务直接交给线程处理,不需要另外的控制,通常需要配置一个无限制的maximumPoolSizes
,以避免拒绝掉新提交的任务 - 无界队列:对应
LinkedBlockingDeque
实现类,它没有预定的容量,当有新的任务,会在队列中等待,直到加入到corePoolSize的线程中,如果corePoolSize线程一直很忙,也不会去创建新的线程,此时,最大值最小值对它没有任何的影响,每个任务与其他的任务都是独立的,不会互相影响 - 有边界的队列:例如
ArrayBlockingQueue
实现类,它有助于在使用有限的maxPoolSize时防止资源的耗尽,但它更难调整与控制。
一般情况下我们都可以通过java提供的工厂模式来构造我们的线程池策略,主要提供了以下几种方式:
newCachedThreadPool
特点:
- 线程重用,如果没有重用的线程,将会创建一个新的线程添加到池中
- 适合执行短期异步任务程序,默认为60秒的线程等待时间,超过就会终止与移除
- 闲置的线程不会消耗资源
源码配置:
public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue()); }
使用场景:
它创建了一个无限扩大的线程池,但没有核心线程池,因此资源占用少,适合处理一些短期的异步任务
newFixedThreadPool
特点:
- 创建一个固定数量的线程池,不能随时的新建线程,如果队列已满,提交了新任务,必须等待一个可用的线程
- 线程会一直存在,直到调用shutdown方法
源码配置:
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue()); }
使用场景:
它创建了一个核心线程数与最大线程数相同的线程池,适用于已知任务数量,对线程数量进行限制的场景
newWorkStealingPool
特点:
- 创建使用所有给定并行级别的线程池,并且可以使用多个队列来减少占用
public static ExecutorService newWorkStealingPool() { return new ForkJoinPool (Runtime.getRuntime().availableProcessors(), ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory, null, true); }
使用场景:
它能创建一个拥有多个任务队列的线程池,可以减少链接数。并且它是默认创建当前可用cpu数量的线程来并行执行,因此适用于非常耗时的操作,并且可以并行执行
newSingleThreadExecutor
特点:
- 有且只有一个任务处于活动状态
- 先提交的先执行,有任务顺序
- 当任务出现异常,会另创建一个新的线程替换
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue())); }
使用场景:
它是一个单例线程,并且有执行顺序,所以适用于有执行顺序的任务,并且有且只有一个任务是执行中的
ScheduledThreadPoolExecutor
特点:
- 能设置延迟时间,能定期执行
- 空闲的线程会保留
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) { super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS, new DelayedWorkQueue()); }
使用场景:
它具有定时特性,因此可以用来执行周期行的任务
五大线程池介绍完毕,此外还有其他的常用方法:
-
execute(Runnable command)
提交任务,在将来的某个时间点执行任务 -
afterExecute(Runnale r,Throwable t)
在指定的Runnale执行后调用此方法 -
beforeExecute(Thread t,Runnable r)
在给定的线程中执行给定的Runnable之前调用方法 -
funalize
当执行器不再被引用并且没有线程时,调用shundown
- shundown 启动有序关闭,先前提交的任务会执行,执行完毕后关闭
-
shundownNow
主动停止执行中的任务,并返回正在执行等待的任务列表
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