学做网站需要多长时间,网站建设的公司哪家强,高端企业,怎样做彩票网站代理目录 一、线程池的概念及优势
1.1 线程池的概念#xff1a;
1.2 线程池的优势#xff1a;
二、工厂模式
三、标准库中的线程池
3.1 标准库线程池参数解释#xff1a;
3.1.1 corePoolSize | maximumPoolSize#xff1a;
3.1.2 keepAliveTime | unit#xff1a;
3.1…目录 一、线程池的概念及优势
1.1 线程池的概念
1.2 线程池的优势
二、工厂模式
三、标准库中的线程池
3.1 标准库线程池参数解释
3.1.1 corePoolSize | maximumPoolSize
3.1.2 keepAliveTime | unit
3.1.3 workQueue
3.1.4 ThreadFactory
3.1.5 handler
3.2 创建线程池演示
3.3 利用线程池的工厂类来创建线程池
3.4 线程池的使用演示
四、线程池的实现 一、线程池的概念及优势
1.1 线程池的概念
线程池是一种并发编程的技术它维护着一组预先创建的线程以便在需要时重用它们来执行多个任务。这可以提高程序的性能和效率因为线程的创建和销毁通常是昂贵的操作通过重用线程可以减少这种开销。
在我们前面已经介绍了线程比进程更加轻量在频繁创建销毁的时候线程更有优势。但是随着时代的发展对于 “频繁” 有了新的定义比如之前 1 万就认为是频繁但是现在可能 1000 万才认为是频繁。即使是线程在如此频繁的创建和销毁的情况下开销也变得难以接受。
那么要怎么优化呢
答我们可以通过线程池和协程进行优化。
协程这里我们暂且不进行描述Go 语言主打的卖点就是使用协程处理并发编程。线程池的优化我们马上讲到。
1.2 线程池的优势
• 降低资源消耗
减少线程的创建和销毁带来的性能开销。
• 提高响应速度
当任务来时可以直接使用不用等待线程创建
• 可管理性
进行统一的分配监控避免大量的线程间因互相抢占系统资源导致的阻塞现象。
二、工厂模式
在下面即将介绍的线程池参数中其中有一个参数是工厂类。所以在这里提前给大家解释一下什么是工厂模式。
工厂模式也是一种设计模式主要解决的问题是构造方法创建对象太坑了的问题。为什么说构造方法创建对象有坑呢举个栗子 因为在 Java 的语法中要求构造方法的命名必须是类名且参数类型和个数排列顺序不能一样。这就导致遇到上面这种案例解决不了。就需要工厂模式核心思路不使用构造方法创建对象给构造方法包装一层。例如下面这段代码这只是个伪代码看看思路就行makePointByXY 这样的方法就叫 “工厂方法”这样写代码的套路就叫做 “工厂模式”没有什么特别的。
public class Point {public static Point makePointByXY(double x,double y){Point p new Point();p.setX(x);//和 setR 是有区别的比如传给的函数不一样p.setY(y);return p;}public static Point makePointByRA(double r,double a){Point p new Point();p.setR(r);p.setA(a);return p;}
}工厂类的写法如下图 工厂方法用单独的类来进行提供。 如果语法层面上不强制要求构造方法名字必须和类名一致就没有上述模式的必要了。
三、标准库中的线程池
3.1 标准库线程池参数解释
ThreadPoolExecutor
使用起来比较复杂在其构造方法中包含很多的参数。面试考点例如下面这个就是包含全部参数的构造方法了解这个了其他的就都会了下面会围绕这个构造方法参数进行解释。 3.1.1 corePoolSize | maximumPoolSize 在 Java 的标准库中线程池把线程分成两类1. 核心线程。2. 非核心线程。
顾名思义 corePoolSize 就是核心线程数maximumPoolSize 就是最大线程数核心线程数 非核心线程数。
这里就涉及到动态扩展的概念在线程池刚开始就会创建出核心线程数的线程最小线程数随着项目的进行如果添加的任务比较多的话核心线程数处理不过来了有很多任务在队列中排队等待执行这个时候线程池就会自动的创建出新的线程来支撑更多的任务。但是创建出来的线程总数不能超过最大线程数maximumPoolSize过了一段时间任务没有那么多了线程 “清闲下来” 这时部分非核心线程就会被释放掉线程池中会保证线程数目不少于核心线程数。
这样就既可以保证任务多的时候的效率也能保证任务少的时候系统的开销。到这里就又有了一个问题
在实际开发中线程数应该设置成多少合适呢
答只要是具体的数字答案一定是错误的。我们要根据实验的方式对程序进行性能测试测试过程中设定不同的线程池的数值。最终根据实际程序的响应速度和系统开销综合权衡找到一个合适值。
这不仅仅和电脑的配置有关有多个 CPU 核心更重要的是和我们的程序的实际特点有关系。极端情况下可以分为两大类
• CPU 密集型程序代码完成的逻辑都是要通过 CPU 来完成的.此时的性能瓶颈是 CPU。此时线程的数量是不应该超过 CPU 逻辑核心数的。
• IO 密集型程序代码大部分时间在等待 IO等待 IO 是不消耗 CPU不参与调度。此时瓶颈就不在 CPU 上我们更多考虑其他方面比如网络程序要考虑网卡宽带的瓶颈。
3.1.2 keepAliveTime | unit • keepAliveTime
表示非核心线程允许空闲的最大时间。也就是说非核心线程在线程池 ”不忙“ 的时候不是马上回收掉。
• unit
TimeUnit这是一个枚举类型。其中的枚举常量有 3.1.3 workQueue 阻塞队列我们上一篇文章已经自己实现过了这里利用阻塞队列要存储 Runnable 对象也就是要执行的任务。线程池会提供 submit 方法让其他线程把任务提交给线程池。其他线程会 submit 任务到这个队列中这个队列存的元素就是 Runnable 对象要执行的逻辑就是 run 方法里面的内容。
3.1.4 ThreadFactory ThreadFactory是标准库中提供的用来创建线程的工厂类。这个线程工厂主要是为了批量的给创建的线程设置一些属性 线程工厂在它的工厂方法中把线程的属性提前初始化好了。至于什么是工厂类在上面的工厂模式那里已经解释过了这里就不再赘述。
3.1.5 handler 面试官问线程池的参数都是什么意思其实就是在考我们对于这个参数的理解前面 6 个都是添头。注意此处 Handler 不是句柄的意思句柄的术语也是 Handler。
这里可以理解为拒绝策略如果当前任务队列满了仍要继续添加任务咋办呢直接阻塞其实不太合适。所以这里多了一个拒绝策略的参数。
幸运的是我们 Java 的大佬已经给我们实现了四种常用的拒绝策略在 ThreadPoolExecutor 类的里面有四种静态内部类列举如下 对上面四种拒接策略的简单翻译如下 • AbortPolicy()超过负荷直接抛出异常。 • CallerRunsPolicy()调用者负责处理多出来的任务。 • DiscardOldestPolicy()丢弃队列中最老的任务。 • DiscardPolicy()丢弃新来的任务。 3.2 创建线程池演示
这里唯一有些难度的就是拒绝策略的创建在 ThreadPoolExecutor 类中有四个内部类实现了 RejectedExecutionHandler 接口。具体代码如下 简单的编写如下
import java.util.concurrent.*;
public class demo3 {public static void main(String[] args) {BlockingQueueRunnable queue new ArrayBlockingQueue(5);//阻塞队列ThreadFactory factory new ThreadFactory() {//工厂模式Overridepublic Thread newThread(Runnable r) {return new Thread(r);//这里就可以对 Thread 设置一些参数}};RejectedExecutionHandler handler new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();//拒绝策略注意这里是调用 ThreadPoolExecutor 的静态内部类ThreadPoolExecutor pool new ThreadPoolExecutor(3,6,100,TimeUnit.DAYS,queue,factory,handler);}
}3.3 利用线程池的工厂类来创建线程池
使用线程池的工厂类来创建线程池的方法一共有 6 种其中我们重点理解下面给出的四种即可。
工厂类为Executors 这里产生的线程池为 ExecutorService 类。具体如下图 可以看到官方提供的创建线程池的工厂方法还是很多的。我们主要理解下面这四个即可。
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
public class demo1 {public static void main(String[] args) {//能够根据任务数量自动进行线程扩容的线程池ExecutorService sevice1 Executors.newCachedThreadPool();//创建固定线程数目的线程池ExecutorService service2 Executors.newFixedThreadPool(4);//创建只包含单个线程的线程池ExecutorService service3 Executors.newSingleThreadExecutor();//创建固定数目的线程个数但是任务延时执行的线程池ExecutorService service4 Executors.newScheduledThreadPool(4);}
}Executors 创建线程池的几种方式 • newFixedThreadPool创建固定线程数的线程池。 • newCachedThreadPool创建线程数目动态增长的线程池。 • newSingleThreadExecutor创建只包含单个线程的线程池。 • newScheduledThreadPool设定延迟时间后执行命令或者定期执行命令。 Executors 本质上是 ThreadPoolExecutor 类的封装。
3.4 线程池的使用演示 我们可以利用 submit 来进行添加任务每个都必须实现 Runnable 接口。
import java.util.concurrent.*;
public class demo1 {public static void main(String[] args) {ExecutorService service1 Executors.newCachedThreadPool();for(int i 1;i 1000;i){int id i;//这里必须要使用 id 来接受 iservice1.submit(new Runnable() {//匿名内部类Overridepublic void run() {System.out.println(id , Thread.currentThread().getName());//必须只能打印 id打印 i 会报错//报错的原因为变量捕捉}});}}
}案例演示的结果如下 至于剩下三个线程池都是一样的这里就不过多赘述了。 如果只是简单的使用一下就直接用工厂类即可如果希望更加精细的控制就使用原生的 ThreadPoolExecutor。所以 Java 标准库线程池的创建方式一共有 7 种。
四、线程池的实现
为了更加深入的理解线程池的使用这里我们就来简单的实现一个简易的线程池。我们要实现的东西有1. 若干线程。2. 任务队列。3. 提供 submit 方法。
我们可以利用 ArrayList 来存储线程利用阻塞队列来辅助完成线程池创建一个能自动扩容的线程池每个线程的任务就是不停的去阻塞队列中取元素然后执行。剩下的一些在代码中都有注释。
代码实现如下
import java.util.concurrent.*;
import java.util.*;
//自己实现一个线程池
class MyThreadPool{//1. 线程private int corePoolSize;//核心线程数private int maximumPoolSize;//最大线程数private BlockingQueueRunnable queue new LinkedBlockingQueue(1000);private ListThread threads new ArrayList();//存储线程public MyThreadPool(int coreThreadSize,int maximumPoolSize) throws InterruptedException {this.corePoolSize coreThreadSize;this.maximumPoolSize maximumPoolSize;for(int i 0;i coreThreadSize;i){Thread t newThread();t.start();threads.add(t);}}private Thread newThread(){//每个线程的任务就是不停的执行队列中的元素Thread t new Thread(() - {while(true){try {Runnable task queue.take();task.run();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});return t;}//2. 阻塞队列//3. submit 方法public void submit(Runnable task) throws InterruptedException {queue.put(task);//如果队列中的元素大于一个阈值且线程数小于最大线程数时就可以创建新的线程来帮助处理队列中的元素if(queue.size() 50 threads.size() maximumPoolSize){//创建 线程Thread t newThread();t.start();threads.add(t);}}
}
public class demo3 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {MyThreadPool threadPool new MyThreadPool(4,50);for(int i 0;i 10000;i) {int id i;threadPool.submit(new Runnable(){Overridepublic void run(){System.out.println(hello id , Thread.currentThread().getName());}});}}
}
具体效果如下 如果要实现拒绝策略的话也是在 submit 这里实现。
结语
其实写博客不仅仅是为了教大家同时这也有利于我巩固知识点和做一个学习的总结由于作者水平有限对文章有任何问题还请指出非常感谢。如果大家有所收获的话还请不要吝啬你们的点赞收藏和关注这可以激励我写出更加优秀的文章。
