线程池,这一篇或许就够了

*本篇文章已授权微信公众号 guolin_blog (郭霖)独家发布

为什么用线程池

  1. 创建/销毁线程伴随着系统开销,过于频繁的创建/销毁线程,会很大程度上影响处理效率

    >例如:
    >
    >记创建线程消耗时间T1,执行任务消耗时间T2,销毁线程消耗时间T3
    >
    >如果T1+T3>T2,那么是不是说开启一个线程来执行这个任务太不划算了!
    >
    >正好,线程池缓存线程,可用已有的闲置线程来执行新任务,避免了T1+T3带来的系统开销
    
  2. 线程并发数量过多,抢占系统资源从而导致阻塞

    >我们知道线程能共享系统资源,如果同时执行的线程过多,就有可能导致系统资源不足而产生阻塞的情况
    >
    >运用线程池能有效的控制线程最大并发数,避免以上的问题
    
  3. 对线程进行一些简单的管理

    > 比如:延时执行、定时循环执行的策略等
    > 
    > 运用线程池都能进行很好的实现
    

线程池ThreadPoolExecutor

既然Android中线程池来自于Java,那么研究Android线程池其实也可以说是研究Java中的线程池

在Java中,线程池的概念是Executor这个接口,具体实现为ThreadPoolExecutor类,学习Java中的线程池,就可以直接学习他了

对线程池的配置,就是对ThreadPoolExecutor构造函数的参数的配置,既然这些参数这么重要,就来看看构造函数的各个参数吧

ThreadPoolExecutor提供了四个构造函数


//五个参数的构造函数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue)

//六个参数的构造函数-1
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory)

//六个参数的构造函数-2
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          RejectedExecutionHandler handler)

//七个参数的构造函数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler)

我知道你看到这些构造函数和我一样也是吓呆了,但其实一共就7种类型,理解起来简直和理解一周有7天一样简单,而且一周有两天是周末,其实也就只有5天需要了解!相信我,毕竟扯皮,我比较擅长

  • int corePoolSize => 该线程池中核心线程数最大值

    > **核心线程:**
    > 
    > 线程池新建线程的时候,如果当前线程总数小于corePoolSize,则新建的是核心线程,如果超过corePoolSize,则新建的是非核心线程
    > 
    > 核心线程默认情况下会一直存活在线程池中,即使这个核心线程啥也不干(闲置状态)。
    > 
    > 如果指定ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut这个属性为true,那么核心线程如果不干活(闲置状态)的话,超过一定时间(时长下面参数决定),就会被销毁掉
    > 
    > 很好理解吧,正常情况下你不干活我也养你,因为我总有用到你的时候,但有时候特殊情况(比如我自己都养不起了),那你不干活我就要把你干掉了
    
  • int maximumPoolSize

    > 该线程池中**线程总数最大值**
    > 
    > 线程总数 = 核心线程数 + 非核心线程数。核心线程在上面解释过了,这里说下非核心线程:
    > 
    > 不是核心线程的线程(别激动,把刀放下...),其实在上面解释过了
    
  • long keepAliveTime

    > 该线程池中**非核心线程闲置超时时长**
    > 
    > 一个非核心线程,如果不干活(闲置状态)的时长超过这个参数所设定的时长,就会被销毁掉
    > 
    > 如果设置allowCoreThreadTimeOut = true,则会作用于核心线程
    
  • TimeUnit unit

    > keepAliveTime的单位,TimeUnit是一个枚举类型,其包括:
    > 
    > 1. NANOSECONDS : 1微毫秒 = 1微秒 / 1000
    > 2. MICROSECONDS : 1微秒 = 1毫秒 / 1000
    > 3. MILLISECONDS : 1毫秒 = 1秒 /1000
    > 4. SECONDS : 秒
    > 5. MINUTES : 分
    > 6. HOURS : 小时
    > 7. DAYS : 天
    
  • BlockingQueue<Runnable> workQueue

    > 该线程池中的任务队列:维护着等待执行的Runnable对象
    > 
    > 当所有的核心线程都在干活时,新添加的任务会被添加到这个队列中等待处理,如果队列满了,则新建非核心线程执行任务
    > 
    > 常用的workQueue类型:
    > 
    > 1. **SynchronousQueue:**这个队列接收到任务的时候,会直接提交给线程处理,而不保留它如果所有线程都在工作怎么办?那就新建一个线程来处理这个任务!所以为了保证不出现<线程数达到了maximumPoolSize而不能新建线程>的错误,使用这个类型队列的时候,maximumPoolSize一般指定成Integer.MAX_VALUE,即无限大
    > 
    > 2. **LinkedBlockingQueue:**这个队列接收到任务的时候,如果当前线程数小于核心线程数,则新建线程(核心线程)处理任务;如果当前线程数等于核心线程数,则进入队列等待。由于这个队列没有最大值限制,即所有超过核心线程数的任务都将被添加到队列中,这也就导致了maximumPoolSize的设定失效,因为总线程数永远不会超过corePoolSize
    > 
    > 3. **ArrayBlockingQueue:**可以限定队列的长度,接收到任务的时候,如果没有达到corePoolSize的值,则新建线程(核心线程)执行任务,如果达到了,则入队等候,如果队列已满,则新建线程(非核心线程)执行任务,又如果总线程数到了maximumPoolSize,并且队列也满了,则发生错误
    > 
    > 4. **DelayQueue:**队列内元素必须实现Delayed接口,这就意味着你传进去的任务必须先实现Delayed接口。这个队列接收到任务时,首先先入队,只有达到了指定的延时时间,才会执行任务
    
  • ThreadFactory threadFactory

    > 创建线程的方式,这是一个接口,你new他的时候需要实现他的`Thread newThread(Runnable r)`方法,一般用不上,**这是星期六,休息**
    > 
    > 但我还是说一句吧(把枪放下...)
    > 
    > 小伙伴应该知道AsyncTask是对线程池的封装吧?那就直接放一个AsyncTask新建线程池的threadFactory参数源码吧:
    > 
    > ```
    > new ThreadFactory() {
    >     private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);
    >     
    >     public Thread new Thread(Runnable r) {
    >         return new Thread(r,"AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
    >     }
    > }
    > ```
    > 这么简单?就给线程起了个名?!对啊,所以说这是星期六啊,别管他了,虽然我已经强迫你们看完了...
    
  • RejectedExecutionHandler handler

    > 这玩意儿就是抛出异常专用的,比如上面提到的两个错误发生了,就会由这个handler抛出异常,你不指定他也有个默认的
    > 
    > 抛异常能抛出什么花样来?所以这个星期天不管了,一边去,根本用不上
    

新建一个线程池的时候,一般只用5个参数的构造函数。

向ThreadPoolExecutor添加任务

那说了这么多,你可能有疑惑,我知道new一个ThreadPoolExecutor,大概知道各个参数是干嘛的,可是我new完了,怎么向线程池提交一个要执行的任务啊?

通过ThreadPoolExecutor.execute(Runnable command)方法即可向线程池内添加一个任务

ThreadPoolExecutor的策略

上面介绍参数的时候其实已经说到了ThreadPoolExecutor执行的策略,这里给总结一下,当一个任务被添加进线程池时:

  1. 线程数量未达到corePoolSize,则新建一个线程(核心线程)执行任务

  2. 线程数量达到了corePools,则将任务移入队列等待

  3. 队列已满,新建线程(非核心线程)执行任务

  4. 队列已满,总线程数又达到了maximumPoolSize,就会由上面那位星期天(RejectedExecutionHandler)抛出异常

常见四种线程池

如果你不想自己写一个线程池,那么你可以从下面看看有没有符合你要求的(一般都够用了),如果有,那么很好你直接用就行了,如果没有,那你就老老实实自己去写一个吧

Java通过Executors提供了四种线程池,这四种线程池都是直接或间接配置ThreadPoolExecutor的参数实现的,下面我都会贴出这四种线程池构造函数的源码,各位大佬们一看便知!

来,走起:

CachedThreadPool()

可缓存线程池:

  1. 线程数无限制

  2. 有空闲线程则复用空闲线程,若无空闲线程则新建线程

  3. 一定程序减少频繁创建/销毁线程,减少系统开销

创建方法:

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

源码:

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}

通过我上面行云流水谈笑风生天马行空滔滔不绝的对各种参数的说明,这个源码你肯定一眼就看懂了,想都不用想(下面三种一样啦)

FixedThreadPool()

定长线程池:

  1. 可控制线程最大并发数(同时执行的线程数)

  2. 超出的线程会在队列中等待

创建方法:

//nThreads => 最大线程数即maximumPoolSize
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(int nThreads);

//threadFactory => 创建线程的方法,这就是我叫你别理他的那个星期六!你还看!
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory);

源码:

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

2个参数的构造方法源码,不用我贴你也知道他把星期六放在了哪个位置!所以我就不贴了,省下篇幅给我扯皮

ScheduledThreadPool()

定长线程池:

  1. 支持定时及周期性任务执行。

创建方法:

//nThreads => 最大线程数即maximumPoolSize
ExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize);

源码:

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

//ScheduledThreadPoolExecutor():
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
          DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
          new DelayedWorkQueue());
}

SingleThreadExecutor()

单线程化的线程池:

  1. 有且仅有一个工作线程执行任务

  2. 所有任务按照指定顺序执行,即遵循队列的入队出队规则

创建方法:

ExecutorService singleThreadPool = Executors.newSingleThreadPool();

源码:

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

还有一个Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()结合了3和4,就不介绍了,基本不用。

结语

墙裂建议各位看完本文一定要实际动手去敲一遍都验证一遍,这样才能很好的掌握知识

动手做,永远是学习的最好的方式!

end

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