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java多线程ExecutorService

1、new Thread的弊端

执行一个异步任务你还只是如下new Thread吗?

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new Thread(new Runnable() {

@Override
public void run() {
    // TODO Auto-generated method stub
}

}).start();
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那你就out太多了,new Thread的弊端如下:
a. 每次new Thread新建对象性能差。
b. 线程缺乏统一管理,可能无限制新建线程,相互之间竞争,及可能占用过多系统资源导致死机或oom。
c. 缺乏更多功能,如定时执行、定期执行、线程中断。
相比new Thread,Java提供的四种线程池的好处在于:
a. 重用存在的线程,减少对象创建、消亡的开销,性能佳。
b. 可有效控制最大并发线程数,提高系统资源的使用率,同时避免过多资源竞争,避免堵塞。
c. 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

2、Java 线程池
Java通过Executors提供四种线程池,分别为:
newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。
newFixedThreadPool 创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待。
newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。
newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池,它只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。
(1). newCachedThreadPool
创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。示例代码如下:

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ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
try {
Thread.sleep(index * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

cachedThreadPool.execute(new Runnable() {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(index);
    }
});

}
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线程池为无限大,当执行第二个任务时第一个任务已经完成,会复用执行第一个任务的线程,而不用每次新建线程。

(2). newFixedThreadPool
创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待。示例代码如下:

按 Ctrl+C 复制代码
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
fixedThreadPool.execute(new Runnable() {

    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println(index);
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
});

}
按 Ctrl+C 复制代码
因为线程池大小为3,每个任务输出index后sleep 2秒,所以每两秒打印3个数字。
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可参考PreloadDataCache。

(3) newScheduledThreadPool
创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。延迟执行示例代码如下:

按 Ctrl+C 复制代码
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {

@Override
public void run() {
    System.out.println("delay 3 seconds");
}

}, 3, TimeUnit.SECONDS);
按 Ctrl+C 复制代码
表示延迟3秒执行。

定期执行示例代码如下:

按 Ctrl+C 复制代码
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");
}
}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
按 Ctrl+C 复制代码
表示延迟1秒后每3秒执行一次。
ScheduledExecutorService比Timer更安全,功能更强大,后面会有一篇单独进行对比。

(4)、newSingleThreadExecutor
创建一个单线程化的线程池,它只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。示例代码如下:

按 Ctrl+C 复制代码
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {

    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println(index);
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
});

}
按 Ctrl+C 复制代码
结果依次输出,相当于顺序执行各个任务。
现行大多数GUI程序都是单线程的。Android中单线程可用于数据库操作,文件操作,应用批量安装,应用批量删除等不适合并发但可能IO阻塞性及影响UI线程响应的操作。

Executor vs ExecutorService vs Executors三者的区别:
正如上面所说,这三者均是 Executor 框架中的一部分。Java 开发者很有必要学习和理解他们,以便更高效的使用 Java 提供的不同类型的线程池。总结一下这三者间的区别,以便大家更好的理解:

Executor 和 ExecutorService 这两个接口主要的区别是:ExecutorService 接口继承了 Executor 接口,是 Executor 的子接口
Executor 和 ExecutorService 第二个区别是:Executor 接口定义了 execute()方法用来接收一个Runnable接口的对象,而 ExecutorService 接口中的 submit()方法可以接受Runnable和Callable接口的对象。
Executor 和 ExecutorService 接口第三个区别是 Executor 中的 execute() 方法不返回任何结果,而 ExecutorService 中的 submit()方法可以通过一个 Future 对象返回运算结果。
Executor 和 ExecutorService 接口第四个区别是除了允许客户端提交一个任务,ExecutorService 还提供用来控制线程池的方法。比如:调用 shutDown() 方法终止线程池。可以通过 《Java Concurrency in Practice》 一书了解更多关于关闭线程池和如何处理 pending 的任务的知识。
Executors 类提供工厂方法用来创建不同类型的线程池。比如: newSingleThreadExecutor() 创建一个只有一个线程的线程池,newFixedThreadPool(int numOfThreads)来创建固定线程数的线程池,newCachedThreadPool()可以根据需要创建新的线程,但如果已有线程是空闲的会重用已有线程。
总结
下表列出了 Executor 和 ExecutorService 的区别:

Executor ExecutorService
Executor 是 Java 线程池的核心接口,用来并发执行提交的任务 ExecutorService 是 Executor 接口的扩展,提供了异步执行和关闭线程池的方法
提供execute()方法用来提交任务 提供submit()方法用来提交任务
execute()方法无返回值 submit()方法返回Future对象,可用来获取任务执行结果
不能取消任务 可以通过Future.cancel()取消pending中的任务
没有提供和关闭线程池有关的方法 提供了关闭线程池的方法

测试异步例子

public class NestedTest {
    final static ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
  
  public static void main(String[] args) {
  
  for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        System.out.println(i + " ");
    }

    //放进10个线程并行跑
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
         cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
         @Override
         public void run() {
                 try {
                     Thread.sleep(3000);
                     System.out.println("执行1");
                 } catch (InterruptedException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
         }
       });
    }

    cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            while(true) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println("执行2");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    });

    cachedThreadPool.shutdown();//关闭执行器
    System.out.println("完成了吗");

  }
}
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