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[Java教程]Java多线程(四) 线程池


  一个优秀的软件不会随意的创建很销毁线程,因为创建和销毁线程需要耗费大量的CPU时间以及需要和内存做出大量的交互。因此JDK5提出了使用线程池,让程序员把更多的精力放在业务逻辑上面,弱化对线程的开闭管理。

  JDK提供了四种不同的线程池给程序员使用  

  首先使用线程池,需要用到ExecutorService接口,该接口有个抽象类AbstractExecutorService对其进行了实现,ThreadPoolExecutor进一步对抽象类进行了实现。最后JDK封装了一个Executor类对ThreadPoolExecutor进行实例化,因此通过Executor能够创建出具有如下四种特性的线程池

  1. 无下界线程池

        ExecutorService threadPool= Executors.newCachedThreadPool( ); 当线程数不足时,线程池会动态增加线程进行后续的任务调度

  2. 固定线程数的线程池

         ExecutorService threadPool= Executors.newFixedThreadPool(3); 创建具有固定线程数:3个的线程池

  3. 单线程线程池

   ExecutorService threadPool= Executors.newSingleThreadScheduledExecutor( );创建单例线程池,确保线程池内恒定有1条线程在工作

  4. 调度线程池

     ScheduledExecutorService threadPool= Executors.newSingleThreadScheduledExecutor( ); 创建一个定长线程池,定时或周期性地执行任务

 1 package com.scl.thread.threadPool; 2  3 import java.util.concurrent.Executors; 4 import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; 5 import java.util.concurrent.TimeUnit; 6  7 public class ScheduledThreadPool 8 { 9   public static void main(String[] args)10   {11     // 创建定时调度线程池12     ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();13     // 定时执行Runnable14     threadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable()15     {16 17       @Override18       public void run()19       {20         System.out.println("do some big Scheduled");21       }22     }, 10, 3, TimeUnit.SECONDS);23   }24 }

定时调度线程池

 

        使用线程池也比较简单,只要往线程池里面提交"任务"即可,一般使用对象.submit的方法进行,如下:

   ① threadPool.submit(Callable<T>task);    

               Callable跟Runnable接口一样在使用接口时会自动调用里面的call方法。与Runnable接口不一样的地方在于run方法不能返回内容,call方法含有返回参数,在外部可以通过Future 接口来接受线程返回的结果。如:Future<String> future = threadPool.submit(new MyTask( ));

         ② threadPool.submit(Runnable task);

            由这个签名可以看出,同样地可以往线程池里面扔入Runnable接口实例。

 

  这如上面所说,线程池的使用就是减少程序员对线程的启动和关闭。把线程的创建及关闭交给线程池来完成。因此使用线程池来完成线程的经典问题:生产者-消费者模型。

  模型简介:该模型是一个典型的排队内容。模型分为三个主要角色:生产者、消费者、仓库。生产者和消费者共享仓库信息,①当仓库里面的产品满了,停止生产等待消费者去消费到足够的量再进行生产  ②当仓库里面的产品为空,等待生产者生产后再进行销售  ③仓库负责承载产品内容

  根据模型内容,做成了一个车位管理的例子。分为三个角色:持车人(CarOwner)、保安(Secure)、车库(CarPark)。不同的持车人把车驶入到车库,保安负责记录车辆离开车库的数量。车库容量固定,如果车库为空保安可以通知持车人把车驶入车库。如果车库满了,保安告知持车人等待另外的持车人把车驾驶出来。车库使用一个列表对入库的车信息进行记录。

  因此有如下类图:

                           

 1 package com.scl.thread.threadPool.CarParkManager; 2  3 public class CarOwner implements Runnable 4 { 5   private int driverInNum; 6   private CarPark carPark; 7  8   public CarOwner(CarPark carPark) 9   {10     this.carPark = carPark;11   }12 13   @Override14   public void run()15   {16     carPark.driverIn(driverInNum);17   }18 19   public int getDriverInNum()20   {21     return driverInNum;22   }23 24   public void setDriverInNum(int driverInNum)25   {26     this.driverInNum = driverInNum;27   }28 }

持车人 CarOwner
停车场 CarPark
 1 package com.scl.thread.threadPool.CarParkManager; 2  3 public class Car 4 { 5   private String id; 6   private String name; 7  8   public Car(String id, String name) 9   {10     this.id = id;11     this.name = name;12   }13 14 }

汽车信息类 Car
 1 package com.scl.thread.threadPool.CarParkManager; 2  3 public class Secure implements Runnable 4 { 5   private int driverOutNum; 6  7   private CarPark carPark; 8  9   public Secure(CarPark carPark)10   {11     this.carPark = carPark;12   }13 14   public int getDriverOutNum()15   {16     return driverOutNum;17   }18 19   public void setDriverOutNum(int driverOutNum)20   {21     this.driverOutNum = driverOutNum;22   }23 24   @Override25   public void run()26   {27     carPark.driverOut(driverOutNum);28   }29 }

保安 Secute
 1 package com.scl.thread.threadPool.CarParkManager; 2  3 import java.util.concurrent.ExecutorService; 4 import java.util.concurrent.Executors; 5  6 public class Client 7 { 8  9   public static void main(String[] args)10   {11     // 设置车库最大值12     CarPark carPark = new CarPark(5);13     // 创建线程池14     ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();15     // 创建三个持车人16     CarOwner cw1 = new CarOwner(carPark);17     CarOwner cw2 = new CarOwner(carPark);18     CarOwner cw3 = new CarOwner(carPark);19     // 设置需要驶入的车辆数目20     cw1.setDriverInNum(3);21     cw2.setDriverInNum(3);22     cw3.setDriverInNum(1);23 24     // 创建三个保安25     Secure s1 = new Secure(carPark);26     Secure s2 = new Secure(carPark);27     Secure s3 = new Secure(carPark);28     s1.setDriverOutNum(1);29     s2.setDriverOutNum(2);30     s3.setDriverOutNum(1);31 32     threadPool.submit(cw1);33     threadPool.submit(cw2);34     threadPool.submit(cw3);35     threadPool.submit(s1);36     threadPool.submit(s2);37     threadPool.submit(s3);38 39   }40 41 }

客户端 Client

 

由上述代码可见,使用线程池和使用Thread类进行提交没有太大的差异。JDK5提供了一个阻塞队列的,能够更好地模拟生产者-消费者模型。后续再进行总结。

以上为线程池的总结内容,如有错漏烦请指出纠正。