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Java Thread Pool

介绍new Thread的弊端及Java四种线程池的使用,对Android同样适用。

new Thread的弊端

执行一个异步任务我们一般都是这样:

new Thread(new Runnable() { 
    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
    }
}).start();

弊端如下:

  • 每次new Thread新建对象性能差。
  • 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。
  • 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:

  • 重用存在的线程,减少对象创建、消亡的开销,性能佳。
  • 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。
  • 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

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:

ExecutorService chacheThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
      for(int i = 0; i < 10; i++) {
           final int index = i;
           try{
                Thread.sleep(index * 1000);
           } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
           }
   
           chacheThreadPool.execute(new Runnable() {
    
            @Override
            public void run() {
                 // TODO Auto-generated method stub
                 System.out.println(index); 
            }
       });
  }

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:

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();
              }
          }
      });
  }

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()。

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:

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
  scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
   
      @Override
      public void run() {
       System.out.println("delay 3 seconds");
      }
  }, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延迟3秒执行。

定期执行示例代码如下:

scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
 
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");
    }
}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

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:

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();
              }
          }
      });
  }

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。

综上所述的4中方式,主要有以下几种见解:

  1. 第一种方式跟第四种方式,运行了之后,发现结果是一样的,那是不是说这两种线程池的使用是一样的呢?如果是一样的,为什么会有两种而不是一种?其实大家仔细看下一开始这两个方法的介绍就知道了,第一种: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。这里觉得它可能是并发且是无序的。第四种: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。是一个单线程的线程池,个人觉得它是有序的,因为有优先级。

  2. 第二种方式,可指定线程池的大小,并且每隔一段时间执行多少数据。比如上面的例子就是: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。相信大家都能够理解了。

  3. 第三种方式就更简单了,这里介绍了两种情况,一种是只执行一次的情况,一种是延迟几秒再每隔几秒执行一次。可能这样说大家不太明白,我举个简单的例子。比如现在很多应用的首页有一个广告部分,每隔几秒后就会自动播放下一张图片,这里用的线程就是此线程。其实很多Android开发遇到这种情况,都会首先想到用定时器(Timer),其实不然,很多帖子都说明了,这种方式比用Timer更好。

stormzhang

11/08/2013


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