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Java并發(fā)包線程池ThreadPoolExecutor的實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2022年04月02日 10:42:39 作者：派大大大星

本文主要介紹了Java并發(fā)包線程池ThreadPoolExecutor的實(shí)現(xiàn)，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

線程池主要解決兩個(gè)問(wèn)題：一是當(dāng)執(zhí)行大量異步任務(wù)時(shí)線程池能夠提供較好的性能。在不使用線程池時(shí)，每當(dāng)需要執(zhí)行異步任務(wù)時(shí)直接new一個(gè)線程來(lái)運(yùn)行，而線程的創(chuàng)建和銷毀都是需要開(kāi)銷的。線程池里面的線程是可復(fù)用的，不需要每次執(zhí)行異步任務(wù)時(shí)都重新創(chuàng)建和銷毀線程。二是線程池提供了一種資源限制和管理手段，比如可以限制線程的個(gè)數(shù)，動(dòng)態(tài)新增線程等。每個(gè)ThreadPoolExecutor也保留了一些基本的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，比如當(dāng)前線程池完成的任務(wù)數(shù)目等。

我們首先來(lái)看一下類圖

Excecutor是一個(gè)工具類，里面提供了許多靜態(tài)方法，這些方法根據(jù)用戶選擇返回不同的線程池實(shí)例。ThreadPool繼承了AbstractExecutorService。

下面我們看一下源碼，

private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
private static final int CAPACITY ? = (1 << COUNT_BITS) - 1;

// runState is stored in the high-order bits
private static final int RUNNING ? ?= -1 << COUNT_BITS;
private static final int SHUTDOWN ? = ?0 << COUNT_BITS;
private static final int STOP ? ? ? = ?1 << COUNT_BITS;
private static final int TIDYING ? ?= ?2 << COUNT_BITS;
private static final int TERMINATED = ?3 << COUNT_BITS;

成員變量ctl是一個(gè)Integer的原子變量，用來(lái)記錄當(dāng)前線程池狀態(tài)和線程池中的線程個(gè)數(shù)，有點(diǎn)類似于ReentrantReadWriteLock使用一個(gè)變量來(lái)保存兩種信息。

線程池一共有五種狀態(tài):

RUNNING：能接受新任務(wù)，并且處理阻塞隊(duì)列里面的任務(wù)
SHUTDOWN：拒絕接受新任務(wù)但是處理阻塞隊(duì)列里的任務(wù)
STOP：拒絕新任務(wù)并且拋棄阻塞隊(duì)列里的任務(wù)
TIDYING：所有任務(wù)都執(zhí)行完（包含阻塞隊(duì)列里面的任務(wù)）后當(dāng)前線程池活動(dòng)線程數(shù)為0，將要調(diào)用terminated方法。
TERMINATED：終止?fàn)顟B(tài)。terminated方法調(diào)用完成以后的狀態(tài)。

線程池狀態(tài)轉(zhuǎn)換如下：

RUNNING->SHUTDOWN:顯示調(diào)用shutdown方法，或者隱式調(diào)用finalize()方法里的shutdown()方法。
RUNNINGSHUTDOWN->STOP：顯示調(diào)用shutdown方法
SHUTDOWN->TIDYING：當(dāng)線程池和任務(wù)隊(duì)列都為空時(shí)
STOP->TIDYING：當(dāng)線程池為空時(shí)
TIDYING->TERMINATED：Terminated() hook方法執(zhí)行完畢時(shí)

線程池的使用

合理利用線程池能夠帶來(lái)三個(gè)好處：

降低資源消耗。減少了創(chuàng)建和銷毀線程的次數(shù)，每個(gè)工作線程都可以被重復(fù)利用，可執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。
提高響應(yīng)速度。當(dāng)任務(wù)到達(dá)時(shí)，任務(wù)可以不需要的等到線程創(chuàng)建就能立即執(zhí)行。
提高線程的可管理性?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)的承受能力，調(diào)整線程池中工作線線程的數(shù)目，防止因?yàn)橄倪^(guò)多的內(nèi)存，而把服務(wù)器累趴下(每個(gè)線程需要大約1MB內(nèi)存，線程開(kāi)的越多，消耗的內(nèi)存也就越大，最后死機(jī))。

在java.util.concurrent.Executors線程工廠類里面提供了一些靜態(tài)工廠，生成一些常用的線程池。官方建議使用Executors工程類來(lái)創(chuàng)建線程池對(duì)象。
Executors類中有個(gè)創(chuàng)建線程池的方法如下：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)：返回線程池對(duì)象。(創(chuàng)建的是有界線程池,也就是池中的線程個(gè)數(shù)可以指定最大數(shù)量)

獲取到了一個(gè)線程池ExecutorService 對(duì)象，那么怎么使用呢，在這里定義了一個(gè)使用線程池對(duì)象的方法如下：

public Future<?> submit(Runnable task):獲取線程池中的某一個(gè)線程對(duì)象，并執(zhí)行

Future接口：用來(lái)記錄線程任務(wù)執(zhí)行完畢后產(chǎn)生的結(jié)果。

使用線程池中線程對(duì)象的步驟：

創(chuàng)建線程池對(duì)象。
創(chuàng)建Runnable接口子類對(duì)象。(task)
提交Runnable接口子類對(duì)象。(take task)
關(guān)閉線程池(一般不做)。

Runnable實(shí)現(xiàn)類代碼：

public class MyRunnable implements Runnable {
? ? @Override
? ? public void run() {
? ? ? ? System.out.println("我要一個(gè)教練");
? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? Thread.sleep(2000);
? ? ? ? } catch (InterruptedException e) {
? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
? ? ? ? }
? ? ? ? System.out.println("教練來(lái)了： " + Thread.currentThread().getName());
? ? ? ? System.out.println("教我游泳,交完后，教練回到了游泳池");
? ? }
}

public class ThreadPoolDemo {
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? // 創(chuàng)建線程池對(duì)象
? ? ? ? ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);//包含2個(gè)線程對(duì)象
? ? ? ? // 創(chuàng)建Runnable實(shí)例對(duì)象
? ? ? ? MyRunnable r = new MyRunnable();

? ? ? ? //自己創(chuàng)建線程對(duì)象的方式
? ? ? ? // Thread t = new Thread(r);
? ? ? ? // t.start(); ---> 調(diào)用MyRunnable中的run()

? ? ? ? // 從線程池中獲取線程對(duì)象,然后調(diào)用MyRunnable中的run()
? ? ? ? service.submit(r);
? ? ? ? // 再獲取個(gè)線程對(duì)象，調(diào)用MyRunnable中的run()
? ? ? ? service.submit(r);
? ? ? ? service.submit(r);
? ? ? ? // 注意：submit方法調(diào)用結(jié)束后，程序并不終止，是因?yàn)榫€程池控制了線程的關(guān)閉。
? ? ? ? // 將使用完的線程又歸還到了線程池中
? ? ? ? // 關(guān)閉線程池
? ? ? ? //service.shutdown();
? ? }
}

Callable測(cè)試代碼:

<T> Future<T> submit(Callable<T> task) : 獲取線程池中的某一個(gè)線程對(duì)象，并執(zhí)行.
Future : 表示計(jì)算的結(jié)果.

V get() : 獲取計(jì)算完成的結(jié)果。

public class ThreadPoolDemo2 {
? ? public static void main(String[] args) throws Exception {
? ? ? ? // 創(chuàng)建線程池對(duì)象
? ? ? ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);//包含2個(gè)線程對(duì)象

? ? ? ? // 創(chuàng)建Runnable實(shí)例對(duì)象
? ? ? ? Callable<Double> c = new Callable<Double>() {
? ? ? ? ? ? @Override
? ? ? ? ? ? public Double call() throws Exception {
? ? ? ? ? ? ? ? return Math.random();
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? };

? ? ? ? // 從線程池中獲取線程對(duì)象,然后調(diào)用Callable中的call()
? ? ? ? Future<Double> f1 = service.submit(c);
? ? ? ? // Futur 調(diào)用get() 獲取運(yùn)算結(jié)果
? ? ? ? System.out.println(f1.get());

? ? ? ? Future<Double> f2 = service.submit(c);
? ? ? ? System.out.println(f2.get());

? ? ? ? Future<Double> f3 = service.submit(c);
? ? ? ? System.out.println(f3.get());
? ? }
}

線程池的練習(xí)

public class Demo04 {
? ? public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
? ? ? ? ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(3);

? ? ? ? SumCallable sc = new SumCallable(100);
? ? ? ? Future<Integer> fu = pool.submit(sc);
? ? ? ? Integer integer = fu.get();
? ? ? ? System.out.println("結(jié)果: " + integer);
? ? ? ??
? ? ? ? SumCallable sc2 = new SumCallable(200);
? ? ? ? Future<Integer> fu2 = pool.submit(sc2);
? ? ? ? Integer integer2 = fu2.get();
? ? ? ? System.out.println("結(jié)果: " + integer2);

? ? ? ? pool.shutdown();
? ? }
}

public class SumCallable implements Callable<Integer> {
? ? private int n;

? ? public SumCallable(int n) {
? ? ? ? this.n = n;
? ? }

? ? @Override
? ? public Integer call() throws Exception {
? ? ? ? // 求1-n的和?
? ? ? ? int sum = 0;
? ? ? ? for (int i = 1; i <= n; i++) {
? ? ? ? ? ? sum += i;
? ? ? ? }
? ? ? ? return sum;
? ? }
}

到此這篇關(guān)于Java并發(fā)包線程池ThreadPoolExecutor的實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java并發(fā)包線程池ThreadPoolExecutor內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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