Java中创建线程的方式以及线程池创建的方式、推荐使用ThreadPoolExecutor以及示例

news/2024/5/18 20:54:07/文章来源:https://blog.csdn.net/BADAO_LIUMANG_QIZHI/article/details/130068794

场景

Java中创建线程的方式有三种

1、通过继承Thread类来创建线程

定义一个线程类使其继承Thread类，并重写其中的run方法，run方法内部就是线程要完成的任务，

因此run方法也被称为执行体，使用start方法来启动线程。

2、通过实现Runanle接口来创建线程

首先定义Runnable接口，并重写Runnable接口的run方法，run方法的方法体同样是该线程的线程执行体。

3、通过Callable 和 Future来创建线程

Runnable接口执行的是独立的任务，Runnable接口不会产生任何返回值，

如果希望在任务完成之后能够返回一个值的话，可以实现Callable接口。

注：

博客：
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实现

Java创建线程的三种方式

1、通过继承Thread类来创建线程

public class TJavaThread extends Thread{static int count;@Overridepublic synchronized void run() {for(int i =0;i<10000;i++){count++;}}public static void main(String[] args) {TJavaThread tJavaThread = new TJavaThread();tJavaThread.start();try {//使用线程的join方法，用来等待线程的执行结束，如果不加join方法，它就不会等待tJavaThread的执行完毕。tJavaThread.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(count);}
}

2、通过实现Runanle接口来创建线程

public class TJavaThreadRunable implements Runnable{static int count;@Overridepublic synchronized void run() {for(int i=0;i<10000;i++){count++;}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread thread = new Thread(new TJavaThreadRunable());thread.start();thread.join();System.out.println(count);}
}

3、通过Callable 和 Future来创建线程

public class TJavaThreadCallable implements Callable {static int count;public TJavaThreadCallable(int count){this.count = count;}@Overridepublic Object call(){return count;}public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {FutureTask<Integer> task = new FutureTask((Callable<Integer>)()->{for (int i =0;i<1000;i++){count++;}return count;});Thread thread = new Thread(task);thread.start();Integer total = task.get();System.out.println(total);}
}

Java使用线程池来创建线程

Executor虽然不是传统线程创建的方式之一，但是它却成为了创建线程的替代者，使用线程池的好处
1、利用线程池能够复用线程、控制最大并发数
2、实现任务线程队列缓存策略和拒绝机制
3、实现某些与时间相关的功能，如定时执行、周期执行等。
4、隔离线程环境。比如两个服务在同一台服务器上，分别开启两个线程池，避免各服务线程相互影响。

ExecutorService是Executor的默认实现，也是Executor的扩展接口，

ThreadPoolExecutor类提供了线程池的扩展实现。Executors类为这些Executor提供了方便的工厂方法。

ExecutorService创建线程的几种方式：

1、CacheedThreadPool

创建一个可缓存的线程池，调用execute 将重用以前构造的线程（如果线程可用）。

如果现有线程没有可用的，则创建一个新线程并添加到池中。

终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。CacheThreadPool会为每一个任务都创建一个线程

    private static void CacheedThreadPoolTest() {ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();for (int i = 0; i < 5; i++) {//submit()有返回值，而execute()没有//submit()可以进行Exception处理service.execute(() -> {int count = 0;for (int j = 0; j < 10000; j++) {count++;}System.out.println(count);});}service.shutdown();}

2、FixedThreadPool

使你可以使用有限的线程集来启动多线程,

可以一次性的预先执行高昂的线程分配，因此也就可以限制线程的数量。

这样可以节省时间，因为你不必为每个任务都固定的付出创建线程的开销。

    private static void FixedThreadPoolTest() {ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5);for (int i = 0; i < 5; i++) {int k = i;service.execute(() -> {int count = 0;for (int j = 0; j < 10000; j++) {count++;}System.out.println(count);System.out.println(Thread.currentThread().getId() + "--" + k);});}//ExecutorService 对象是使用静态的Executors创建的，这个方法可以确定Executor类型。对shutdown的调用可以防止新任务提交给ExecutorService,//这个线程在Executor中所有任务完成后退出、service.shutdown();}

3、SingleThreadExecutor

就是线程数量为1的FixedThreadPool,如果向SingleThreadPool一次性提交了多个任务，

那么这些任务将会排队。每个任务都会在下一个任务开始前结束，所有的任务都将使用相同的线程。

SingleThreadPool会序列化所有提交给他的任务，并会维护它自己的悬挂队列。

从输出结果来看，任务都是挨着进行的。为任务分配五个线程，但是这五个线程不像上面有换进换出的效果，

它每次都会先执行完自己的那个线程，然后余下的线程继续走完这条线程的执行路径。

可以使用SingleThreadExecutor来确保任意时刻都只有唯一一个任务在运行。

    private static void SingleThreadExecutorTest() {ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();for (int i = 0; i < 5; i++) {int k = i;service.execute(() -> {int count = 0;for (int j = 0; j < 10000; j++) {count++;}System.out.println(count);System.out.println(Thread.currentThread().getId() + "--" + k);});}//ExecutorService 对象是使用静态的Executors创建的，这个方法可以确定Executor类型。对shutdown的调用可以防止新任务提交给ExecutorService,//这个线程在Executor中所有任务完成后退出、service.shutdown();}

4、ScheduledThreadPool

常用于需要延迟执行或周期循环执行任务的场景

schedule()方法可以用来延迟任务的执行

运行下面任务，则先输出时间，延迟2秒后才执行

    private static void ScheduledThreadPoolTestSchedule() {System.out.println("当前时间:" + System.currentTimeMillis());ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(5);service.schedule(() ->System.out.println("开始执行:" + System.currentTimeMillis()), 2, TimeUnit.SECONDS);service.shutdown();}

scheduleAtFixedRate()方法 固定频率执行方法

    private static void ScheduledThreadPoolTestFixedRate(){System.out.println("当前时间:" + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(System.currentTimeMillis()));ScheduledThreadPoolExecutor executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(5);executor.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("开始执行:" + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(System.currentTimeMillis()));try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}},2,1,TimeUnit.SECONDS);}

scheduleWithFixedDelay  固定的间隔时间执行任务

    private static void ScheduledThreadPoolTestFixedDelay(){System.out.println("当前时间:" + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(System.currentTimeMillis()));ScheduledThreadPoolExecutor executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(5);executor.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("开始执行:" + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(System.currentTimeMillis()));try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}},2,1,TimeUnit.SECONDS);}

scheduleAtFixedRate与scheduleWithFixedDelay区别？

scheduleAtFixedRate的下一次执行时间是上一次执行时间＋间隔时间

scheduleWithFixedDelay下一次执行时间是上一次执行时间结束时系统时间+间隔时间

scheduleAtFixedRate执行结果

scheduleWithFixedDelay执行结果

 

5、newSingleThreadScheduledExecutor：创建⼀个单线程的可以执⾏延迟任务的线程池；

    private static void SingleThreadScheduleTest(){System.out.println("当前时间:" + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(System.currentTimeMillis()));ScheduledExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();executorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("开始执行:" + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(System.currentTimeMillis()));}},2,1,TimeUnit.SECONDS);}

6、newWorkStealingPool：创建⼀个抢占式执⾏的线程池（任务执⾏顺序不确定）

又称任务窃取线程池，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，

实际的线程数可能会动态增长和收缩，不能保证提交任务的执行顺序。

以下为设置线程数为4

    private static void WorkStealingPoolTest(){ExecutorService executorService = Executors.newWorkStealingPool(4);for (int i =0;i<10;i++){executorService.submit(new Runnable() {@Overridepublic void run() {String name = Thread.currentThread().getName();System.out.println(name+"开始执行");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(name+"执行结束");}});}System.out.println("cpu核心数:"+ Runtime.getRuntime().availableProcessors());try {Thread.sleep(4000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}

运行效果

 

这里的cpu核心数为8，如果不设置线程数则直接

ExecutorService executorService = Executors.newWorkStealingPool();

此时执行结果

 

线程池不允许使用Executors去创建，而是通过ThreadPoolExecutor的方式

《阿里巴巴JAVA开发手册》有这样一条强制规定：

线程池不允许使用Executors去创建，而应该通过ThreadPoolExecutor方式，这样处理方式更加明确线程池运行规则，

规避资源耗尽风险。

说明： Executors 返回的线程池对象的弊端如下：
 (1） FixedThreadPool 和 SingleThreadPool ：
    允许的请求队列的长度可能会堆积大量的请求，从而导致 OOM。
 (2） CachedThreadPool ：
    允许的创建线程数量为 Integer.MAX_VALUE，可能会创建大量的线程，从而导致 OOM。

ThreadPoolExecutor参数说明

        corePoolSize - 线程池核心线程数量
        maximumPoolSize - 线程池最大数量
        keepAliveTime - 空闲线程存活时间
        unit - 时间单位
        workQuene - 线程池中所使用的缓冲队列
        handler - 线程池对拒绝任务的处理策略

ThreadPoolExecutor执行流程

 

示例代码

        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 10, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(3), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());for(int i =1;i<=7;i++){String task = "task:"+i;threadPoolExecutor.execute(new ThreadPoolTask(task));try {Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}

任务具体实现类

    static class ThreadPoolTask implements Runnable{private String taskName;ThreadPoolTask(String task){this.taskName = task;}@Overridepublic void run() {System.out.println("启动:"+taskName);try {Thread.sleep(10000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}

这里假设每个任务需要执行10秒，每隔0.5秒执行一个任务。

当循环数为7，即不大于最大线程数+队列大小时，执行结果如下
    启动:task:1
    启动:task:2
    启动:task:6
    启动:task:7
    启动:task:3
    启动:task:4
    启动:task:5

 

执行结果分析:

提交1、2两个任务，判断小于corePoolSize,会为每一个任务创建一个线程

提交3、4、5三个任务时，判断正在执行的任务数量为2，且每个任务执行时间为10s,所以会将这三个放入到workQueue中等待执行

提交6、7两个任务时，因为workQuene队列的大小为3，此时workQueue队列中存储的任务数量满了，

会判断当前线程池中正在执行的任务是否小于maximumPoolSize,这里是4，

如果小于4则创建新的线程来执行任务6和7，此时7个任务都提交完毕，那么等待任务3、4、5会在前面每个10s的任务执行完之后执行。

当修改循环数为10

    启动:task:1
    启动:task:2
    启动:task:6
    启动:task:7
    Exception in thread "main" java.util.concurrent.RejectedExecutionException: Task com.ruoyi.demo.thread.threadpool.ThreadPool$ThreadPoolTask@deb6432 rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@28ba21f3[Running, pool size = 4, active threads = 4, queued tasks = 3, completed tasks = 0]
     at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy.rejectedExecution(ThreadPoolExecutor.java:2063)
     at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(ThreadPoolExecutor.java:830)
     at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1379)
     at com.ruoyi.demo.thread.threadpool.ThreadPool.ThreadPoolExecutorTest(ThreadPool.java:230)
     at com.ruoyi.demo.thread.threadpool.ThreadPool.main(ThreadPool.java:280)
    启动:task:3
    启动:task:4
    启动:task:5

   

 

执行结果分析，当执行第8个任务时，判断执行线程总数大于最大线程数+队列大小，直接执行拒绝策略，同理任务9和10也是如此。
    这里的拒绝策略是AbortPolicy

拒绝策略

1、AbortPolicy - 丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常

2、CallerRunsPolicy - 将被拒绝的任务添加到线程池正在运行的线程中去执行

将上面修改之后的执行结果

    //启动:task:1
    //启动:task:2
    //启动:task:6
    //启动:task:7
    //启动:task:8
    //启动:task:3
    //启动:task:4
    //启动:task:5
    //启动:task:9
    //启动:task:10

3、DiscardPolicy - 丢弃任务，但是不抛出异常
    //此时执行结果如下
    //启动:task:1
    //启动:task:2
    //启动:task:6
    //启动:task:7
    //启动:task:3
    //启动:task:4
    //启动:task:5

4、DiscardOldestPolicy - 丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务
    //此时执行结果如下
    //启动:task:1
    //启动:task:2
    //启动:task:6
    //启动:task:7
    //启动:task:8
    //启动:task:9
    //启动:task:10

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