線程池
Android培訓(xùn)實(shí)戰(zhàn)教程里面,耗時的網(wǎng)絡(luò)操作,都會開子線程,在程序里面直接開過多的線程會消耗過多的資源,在眾多的開源框架中也總能看到線程池的蹤影,所以線程池是必須要會把握的一個知識點(diǎn);
線程運(yùn)行機(jī)制
· 開啟線程過多,會消耗
cpu
資源
· 單核cpu,同一時刻只能處理一個線程,多核cpu同一時刻可以處理多個線程
· 操作系統(tǒng)為每個運(yùn)行線程安排一定的CPU時間----
時間片
,系統(tǒng)通過一種循環(huán)的方式為線程提供時間片,線程在自己的時間內(nèi)運(yùn)行,因?yàn)闀r間相當(dāng)短,多個線程頻繁地發(fā)生切換,因此給用戶的感覺就是好像多個線程同時運(yùn)行一樣,但是如果計算機(jī)有多個CPU,線程就能真正意義上的同時運(yùn)行了.
·
線程池的作用
· 線程池是預(yù)先創(chuàng)建線程的一種技術(shù)。線程池在還沒有任務(wù)到來之前,創(chuàng)建一定數(shù)量的線程,放入空閑隊列中,然后對這些資源進(jìn)行復(fù)用。
減少頻繁的創(chuàng)建和銷毀對象。
· 頻繁創(chuàng)建和銷毀線程耗資源,耗時間
· 因?yàn)橛械木€程執(zhí)行時間比創(chuàng)建和銷毀一個線程的時間還短
線程池涉及的類
· Executor:Java里面線程池的頂級接口。
· ExecutorService:真正的線程池接口。
· ScheduledExecutorService:能和Timer/TimerTask類似,解決那些需要任務(wù)重復(fù)執(zhí)行的問題。
· ThreadPoolExecutor(重點(diǎn)):ExecutorService的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。
· ScheduledThreadPoolExecutor:繼承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口實(shí)現(xiàn),周期性任務(wù)調(diào)度的類實(shí)現(xiàn)。
· Executors:可以一行代碼創(chuàng)建一些常見的線程池。
·
Executors介紹(把握使用,把握常見線程池)
Executors:jdk1.5之后的一個新類,
提供了一些靜態(tài)方法,幫助我們方便的生成一些常用的線程池
,ThreadPoolExecutor是Executors類的底層實(shí)現(xiàn)
1.newSingleThreadExecutor
創(chuàng)建一個單線程的線程池。這個線程池只有一個線程在工作,也就是相當(dāng)于單線程串行執(zhí)行>所有任務(wù)。如果這個唯一的線程因?yàn)楫惓=Y(jié)束,那么會有一個新的線程來替代它。此線程池>保證所有任務(wù)的執(zhí)行順序按照任務(wù)的提交順序執(zhí)行。
2.newFixedThreadPool
創(chuàng)建固定大小的線程池。每次提交一個任務(wù)就創(chuàng)建一個線程,直到線程達(dá)到線程池的最大大小。線程池的大小一旦達(dá)到最大值就會保持不變,如果某個線程因?yàn)閳?zhí)行異常而結(jié)束,那么線程池會補(bǔ)充一個新線程。
3.newCachedThreadPool
創(chuàng)建一個可緩存的線程池。如果線程池的大小超過了處理任務(wù)所需要的線程, 那么就會回收部分空閑(60秒不執(zhí)行任務(wù))的線程,當(dāng)任務(wù)數(shù)增加時,此線程池又可以智能的添加新線程來處理任務(wù)。此線程池不會對線程池大小做限制,線程池大小完全依賴于操作系統(tǒng)(或者說JVM)能夠創(chuàng)建的最大線程大小。
4.newScheduledThreadPool
創(chuàng)建一個大小無限的線程池。此線程池支持定時以及周期性執(zhí)行任務(wù)的需求。
ThreadPoolExecutor介紹
//
構(gòu)造方法
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize
,
//
核心池的大小
int maximumPoolSize
,
//
線程池最大線程數(shù)
long keepAliveTime
,
//
保持時間
TimeUnit unit
,
//
時間單位
BlockingQueue<Runnable> workQueue
,
//
任務(wù)隊列
ThreadFactory threadFactory
,
//
線程工廠
RejectedExecutionHandler handler) //
異常的捕捉器
構(gòu)造相關(guān)參數(shù)解釋
· corePoolSize:
核心池的大小
,這個參數(shù)跟后面講述的線程池的實(shí)現(xiàn)原理有非常大的關(guān)系。在創(chuàng)建了線程池后,默認(rèn)情況下,線程池中并沒有任何線程,而是等待有任務(wù)到來才創(chuàng)建線程去執(zhí)行任務(wù),除非調(diào)用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法,從這2個方法的名字就可以看出,是預(yù)創(chuàng)建線程的意思,即在沒有任務(wù)到來之前就創(chuàng)建corePoolSize個線程或者一個線程。默認(rèn)情況下,在創(chuàng)建了線程池后,線程池中的線程數(shù)為0,當(dāng)有任務(wù)來之后,就會創(chuàng)建一個線程去執(zhí)行任務(wù),當(dāng)線程池中的線程數(shù)目達(dá)到corePoolSize后,就會把到達(dá)的任務(wù)放到緩存隊列當(dāng)中;
· maximumPoolSize:
線程池最大線程數(shù)
,這個參數(shù)也是一個非常重要的參數(shù),它表示在線程池中最多能創(chuàng)建多少個線程;
· keepAliveTime:
表示線程沒有任務(wù)執(zhí)行時最多保持多久時間會終止
。默認(rèn)情況下,只有當(dāng)線程池中的線程數(shù)大于corePoolSize時,keepAliveTime才會起作用,直到線程池中的線程數(shù)不大于corePoolSize,即當(dāng)線程池中的線程數(shù)大于corePoolSize時,如果一個線程空閑的時間達(dá)到keepAliveTime,則會終止,直到線程池中的線程數(shù)不超過corePoolSize。但是如果調(diào)用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法,在線程池中的線程數(shù)不大于corePoolSize時,keepAliveTime參數(shù)也會起作用,直到線程池中的線程數(shù)為0;
· unit:參數(shù)keepAliveTime的
時間單位
,有7種取值
·
TimeUnit.DAYS; //
天
·
TimeUnit.HOURS; //
小時
·
TimeUnit.MINUTES; //
分鐘
·
TimeUnit.SECONDS; //
秒
·
TimeUnit.MILLISECONDS; //
毫秒
·
TimeUnit.MICROSECONDS; //
微妙
·
TimeUnit.NANOSECONDS; //
納秒
· workQueue :
任務(wù)隊列
,是一個阻塞隊列,用來存儲等待執(zhí)行的任務(wù),這個參數(shù)的選擇也很重要,會對線程池的運(yùn)行過程產(chǎn)生重大影響,參考BlockingQueue
·
ArrayBlockingQueue;
·
LinkedBlockingQueue;
·
SynchronousQueue;
· threadFactory :
線程工廠
,如何去創(chuàng)建線程的
· handler : 任務(wù)隊列添加
異常的捕捉器
,參考 RejectedExecutionHandler
·
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:
丟棄任務(wù)并拋出
RejectedExecutionException
異常。
·
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy
:也是丟棄任務(wù),但是不拋出異常。
·
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy
:丟棄隊列最前面的任務(wù),然后重新嘗試執(zhí)行任務(wù)(重復(fù)此過程)
·
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy
:由調(diào)用線程處理該任務(wù)
基礎(chǔ)API的介紹
· isShutdown() : 判斷線程池是否關(guān)閉
· isTerminated() : 判斷線程池中任務(wù)是否執(zhí)行完成
· shutdown() : 調(diào)用后不再接收新任務(wù),如果里面有任務(wù),就執(zhí)行完
· shutdownNow() : 調(diào)用后不再接受新任務(wù),如果有等待任務(wù),移出隊列;有正在執(zhí)行的,嘗試停止之
· submit() : 提交執(zhí)行任務(wù)
· execute() : 執(zhí)行任務(wù)
任務(wù)提交給線程池之后的處理策略
1. 如果當(dāng)前線程池中的線程數(shù)目小于corePoolSize,則每來一個任務(wù),就會創(chuàng)建執(zhí)行這個任務(wù);
2. 如果當(dāng)前線程池中的線程數(shù)目>=corePoolSize,則每來一個任務(wù),會嘗試將其添加到任務(wù)緩存隊列當(dāng)中
1. 若添加成功,則該任務(wù)會等待空閑線程將其取出去執(zhí)行;
2. 若添加失敗(一般來說是任務(wù)緩存隊列已滿,針對的是有界隊列),則會嘗試創(chuàng)建新的線程去執(zhí)行這個任務(wù);
3. 如果當(dāng)前線程池中的線程數(shù)目達(dá)到maximumPoolSize,則會采取任務(wù)拒絕策略進(jìn)行處理;
4. 如果線程池中的線程數(shù)量大于 corePoolSize時,如果某線程空閑時間超過keepAliveTime,線程將被終止,直至線程池中的線程數(shù)目不大于corePoolSize;如果允許為核心池中的線程設(shè)置存活時間,那么核心池中的線程空閑時間超過keepAliveTime,線程也會被終止。
任務(wù)提交給線程池之后的處理策略_比喻
假如有一個工廠,工廠里面有10(
corePoolSize
)個工人,每個工人同時只能做一件任務(wù)。
因此只要當(dāng)10個工人中有工人是空閑的,
來了任務(wù)就分配
給空閑的工人做;
當(dāng)10個工人都有任務(wù)在做時,如果還來了任務(wù),就把任務(wù)進(jìn)行排隊等待(
任務(wù)隊列
);
如果說新任務(wù)數(shù)目增長的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工人做任務(wù)的速度,那么此時工廠主管可能會想補(bǔ)救措施,比如重新招4個臨時工人(
創(chuàng)建新線程
)進(jìn)來;然后就將任務(wù)也分配給這4個臨時工人做;
如果說著14個工人做任務(wù)的速度還是不夠,此時工廠主管可能就要考慮不再接收新的任務(wù)或者拋棄前面的一些任務(wù)了(
拒絕執(zhí)行
)。
當(dāng)這14個工人當(dāng)中有人空閑時,而且空閑超過一定時間(
空閑時間
),新任務(wù)增長的速度又比較緩慢,工廠主管可能就考慮辭掉4個臨時工了,只保持原來的10個工人,畢竟請額外的工人是要花錢的
阻塞隊列的介紹(BlockingQueue)
阻塞隊列,如果BlockingQueue是空的,從BlockingQueue取東西的操作將會被阻斷進(jìn)入等待狀態(tài),直到BlockingQueue進(jìn)了東西才會被喚醒,同樣,如果BlockingQueue是滿的,任何試圖往里存東西的操作也會被阻斷進(jìn)入等待狀態(tài),直到BlockingQueue里有空間時才會被喚醒繼續(xù)操作。
1. 基礎(chǔ)API介紹
o 往隊列中加元素的方法
§ add(E) : 非阻塞方法, 把元素加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue可以容納,則返回true,否則拋出異常。
§ offer(E) : 非阻塞, 表示如果可能的話,將元素加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容納,則返回true,否則返回false。
§ put(E):阻塞方法, 把元素加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue沒有空間,則調(diào)用此方法的線程被阻斷直到BlockingQueue里有空間再繼續(xù)。
o 從隊列中取元素的方法
§ poll(time): 阻塞方法,取走BlockingQueue里排在首位的元素,若不能立即取出,則可以等time參數(shù)規(guī)定的時間,取不到時返回null。
§ take():取走BlockingQueue里排在首位的對象,若BlockingQueue為空,阻斷進(jìn)入等待狀態(tài)直到BlockingQueue有新的對象被加入為止。
2. 子類介紹
o
ArrayBlockingQueue(
有界隊列
)
: FIFO 隊列,規(guī)定大小的BlockingQueue,其構(gòu)造函數(shù)必須帶一個int參數(shù)來指明其大小
o
LinkedBlockingQueue(
無界隊列
)
:FIFO 隊列,大小不定的BlockingQueue,若其構(gòu)造函數(shù)帶一個規(guī)定大小的參數(shù),生成的BlockingQueue有大小限制,若不帶大小參數(shù),所生成的BlockingQueue的大小由Integer.MAX_VALUE來決定。
o
PriorityBlockingQueue
:優(yōu)先級隊列, 類似于LinkedBlockingQueue,但隊列中元素非 FIFO, 依據(jù)對象的自然排序順序或者是構(gòu)造函數(shù)所帶的Comparator決定的順序
o
SynchronousQueue(
直接提交策略
)
: 交替隊列,
隊列中操作時必須是先放進(jìn)去,接著取出來
,交替著去處理元素的添加和移除,這是一個很有意思的阻塞隊列,其中每個插入操作必須等待另一個線程的移除操作,同樣任何一個移除操作都等待另一個線程的插入操作。因此此隊列內(nèi)部其 實(shí)沒有任何一個元素,或者說容量是0,嚴(yán)格說并不是一種容器。由于隊列沒有容量,因此不能調(diào)用peek操作,因?yàn)橹挥幸瞥貢r才有元素。
RejectedExecutionHandler介紹
實(shí)現(xiàn)的子類介紹
· ThreadPoolExecutor.AbortPolicy
當(dāng)添加任務(wù)出錯時的策略捕獲器,如果出現(xiàn)錯誤,則直接
拋出異常
· ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy
當(dāng)添加任務(wù)出錯時的策略捕獲器,如果出現(xiàn)錯誤,
直接執(zhí)行
加入的任務(wù)
· ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy
當(dāng)添加任務(wù)出錯時的策略捕獲器,如果出現(xiàn)錯誤,
移除第一個任務(wù),執(zhí)行加入的任務(wù)
· ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy
當(dāng)添加任務(wù)出錯時的策略捕獲器,如果出現(xiàn)錯誤,
不做處理
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