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[Java教程]对Java并发编程的几点思考


1. Threads 和 Runnables

  所有的现代操作系统都通过进程和线程来支持并发。进程是通常彼此独立运行的程序的实例,比如,如果你启动了一个Java程序,操作系统产生一个新的进程,与其他程序一起并行执行。在这些进程的内部,我们使用线程并发执行代码,因此,我们可以最大限度的利用CPU可用的核心(core)。Java从JDK1.0开始执行线程。在开始一个新的线程之前,你必须指定由这个线程执行的代码,通常称为task。这可以通过实现Runnable:一个定义了一个无返回值无参数的run()方法的函数接口,如下面的代码所示:

Runnable task = () -> {   //JDK 1.8中的 Lambda 表达式  String threadName = Thread.currentThread().getName();  System.out.println("Hello " + threadName);};task.run();Thread thread = new Thread(task);thread.start();System.out.println("Done!");

2. java 线程池的使用

  上面继承Thread类和实现Runnable接口,可以实现多线程。但是如果并发的线程数量很多,并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了,这样频繁创建线程就会大大降低系统的效率,因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。那么有没有一种办法使得线程可以复用,就是执行完一个任务,并不被销毁,而是可以继续执行其他的任务?在Java中可以通过线程池来达到这样的效果。今天我们就来详细讲解一下Java的线程池,首先我们从最核心的ThreadPoolExecutor类中的方法讲起,然后再讲述它的实现原理,接着给出了它的使用示例,最后讨论了一下如何合理配置线程池的大小。

  Java中的ThreadPoolExecutor类,java..uitl.concurrent.ThreadPoolExecutor类是线程池中最核心的一个类,因此如果要透彻地了解Java中的线程池,必须先了解这个类。下面我们来看一下ThreadPoolExecutor类的具体实现源码。

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,      BlockingQueue<Runnable> workQueue);   public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,      BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory);   public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,      BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler);   public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,    BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler);  }

从上面的代码可以得知,ThreadPoolExecutor继承了AbstractExecutorService类,并提供了四个构造器,事实上,通过观察每个构造器的源码具体实现,发现前面三个构造器都是调用的第四个构造器进行的初始化工作。下面解释下一下构造器中各个参数的含义: 

  coorPoolSize:核心池的大小,这个参数跟后面讲述的线程池的实现原理有非常大的关系。在创建了线程池后,默认情况下,线程池中并没有任何线程,而是等待有任务到来才创建线程去执行任务,除非调用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法,从这2个方法的名字就可以看出,是预创建线程的意思,即在没有任务到来之前就创建corePoolSize个线程或者一个线程。默认情况下,在创建了线程池后,线程池中的线程数为0,当有任务来之后,就会创建一个线程去执行任务,当线程池中的线程数目达到corePoolSize后,就会把到达的任务放到缓存队列当中;maximumPoolSize:线程池最大线程数,这个参数也是一个非常重要的参数,它表示在线程池中最多能创建多少个线程;keepAliveTime:表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。默认情况下,只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时,keepAliveTime才会起作用,直到线程池中的线程数不大于corePoolSize,即当线程池中的线程数大于corePoolSize时,如果一个线程空闲的时间达到keepAliveTime,则会终止,直到线程池中的线程数不超过corePoolSize。但是如果调用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法,在线程池中的线程数不大于corePoolSize时,keepAliveTime参数也会起作用,直到线程池中的线程数为0;unit参数:keepAliveTime的时间单位,有7种取值,在TimeUnit类中有7种静态属性:

TimeUnit.DAYS;        //天TimeUnit.HOURS;       //小时TimeUnit.MINUTES;      //分钟TimeUnit.SECONDS;      //秒TimeUnit.MILLISECONDS;   //毫秒TimeUnit.MICROSECONDS;   //微妙TimeUnit.NANOSECONDS;    //纳秒

workQueue:一个阻塞队列,用来存储等待执行的任务,这个参数的选择也很重要,会对线程池的运行过程产生重大影响,一般来说,这里的阻塞队列有以下几种选择: