为什么要有线程池
- 线程的创建和销毁为什么会消耗性能呢？
- 线程的创建和运行是从用户态切换到核心态的过程，这个过程比较耗时，损耗性能
- 线程的创建需要在我们去开辟虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器等线程私有的内存空间。当线程销毁的时候需要回收这些资源，频繁的创建和回收会浪费系统的资源。
- 那么为了让创建的线程能重复利用起来，我们可以通过线程池来管理和协调线程的工作。
- 线程池的好处我的理解是如下两个
- 可以有效控制最大的并发数，提供很好的性能
- 可以重复利用线程池的中线程，有效的管理和协调线程间的工作
线程池的体系
- 如图
Executor体系结构.png
线程池的创建
Java为我们提供了一个线程工厂类-Executors，内部提供了众多静态方法来创建线程池
newSingleThreadExecutor
-
创建一个线程的线程池，保证了提交的任务有序的执行，按照先进先出的顺序来执行任务。
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代码实操
var contentView = DataBindingUtil.setContentView<ActivityMainBinding>(this, R.layout.activity_main) contentView.btnSingleThread.setOnClickListener { listener -> var newSingleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor() for (index in 0..5) { val flags = index newSingleThreadExecutor.submit(Runnable { println("线程 ${Thread.currentThread().name} --- $flags") }) Thread.sleep(100) } } -
结果运行
2020-04-28 22:36:17.760 11476-11576/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 pool-1-thread-1 --- 0 2020-04-28 22:36:17.860 11476-11576/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 pool-1-thread-1 --- 1 2020-04-28 22:36:17.962 11476-11576/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 pool-1-thread-1 --- 2 2020-04-28 22:36:18.063 11476-11576/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 pool-1-thread-1 --- 3 2020-04-28 22:36:18.165 11476-11576/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 pool-1-thread-1 --- 4 2020-04-28 22:36:18.267 11476-11576/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 pool-1-thread-1 --- 5
newCachedThreadPool
创建一个可缓存线程池，如果线程池中线程数量超过要处理的任务，可灵活回收空闲线程，如果没有可回收，针对新的任务就创建新的线程去执行该任务。
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代码实操
contentView.btnNewCacheThread.setOnClickListener { view -> var newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool() for (index in 0..5) { val flags = index newCachedThreadPool.submit(Runnable { println("线程 === ${Thread.currentThread().name} task == $flags") Thread.sleep(500) }) } newCachedThreadPool.shutdown() }运行结果
2020-04-28 22:54:32.287 12074-12138/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-1 task == 0 2020-04-28 22:54:32.287 12074-12139/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-2 task == 1 2020-04-28 22:54:32.288 12074-12141/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-4 task == 3 2020-04-28 22:54:32.288 12074-12140/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 task == 2 2020-04-28 22:54:32.288 12074-12142/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-5 task == 4 2020-04-28 22:54:32.289 12074-12143/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-6 task == 5我们可以发现创建了6个线程去执行提交的任务
如果我们在每次任务提交之后，在主线程中睡个1秒钟，看下效果
contentView.btnNewCacheThread.setOnClickListener { view -> var newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool() for (index in 0..5) { val flags = index newCachedThreadPool.submit(Runnable { println("线程 === ${Thread.currentThread().name} task == $flags") //提交的任务执行了500多秒钟后，线程处于空闲状态了 //当下一个任务提交后，又交由该线程来执行，所以你看运行结果会发现都是一个线程在操作 Thread.sleep(500) }) //提交任务后我们让主线程睡了1秒钟 Thread.sleep(1000) } newCachedThreadPool.shutdown() }运行结果
2020-04-28 23:00:10.968 12300-12425/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-1 task == 0 2020-04-28 23:00:11.969 12300-12425/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-1 task == 1 2020-04-28 23:00:12.970 12300-12425/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-1 task == 2 2020-04-28 23:00:13.971 12300-12425/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-1 task == 3 2020-04-28 23:00:14.972 12300-12425/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-1 task == 4 2020-04-28 23:00:15.974 12300-12425/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-1 task == 5
newFixedThreadPool
创建一个固定数量的线程池，提交的任务都交由创建的线程来执行，创建的线程可重用的
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代码实操
contentView.btnFixedThread.setOnClickListener { view -> //创建了一个3个线程的线程池 var newFixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3) for (index in 0..10) { val flags = index newFixedThreadPool.submit(Runnable { println("线程 === ${Thread.currentThread().name} task == $flags") }) } }运行结果
2020-04-28 23:13:00.513 12950-13015/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-1 task == 0 2020-04-28 23:13:00.514 12950-13016/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-2 task == 1 2020-04-28 23:13:00.514 12950-13015/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-1 task == 3 2020-04-28 23:13:00.514 12950-13016/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-2 task == 4 2020-04-28 23:13:00.514 12950-13015/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-1 task == 5 2020-04-28 23:13:00.514 12950-13016/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-2 task == 6 2020-04-28 23:13:00.514 12950-13015/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-1 task == 7 2020-04-28 23:13:00.515 12950-13016/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-2 task == 8 2020-04-28 23:13:00.515 12950-13015/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-1 task == 9 2020-04-28 23:13:00.515 12950-13015/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-1 task == 10 2020-04-28 23:13:00.517 12950-13017/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 task == 2
newScheduledThreadPool
创建一个定时线程池，支持定时以及周期型的执行任务
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代码实操
contentView.btnScheduledThread.setOnClickListener { view -> var newScheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3) //延迟500毫秒执行，在每隔500毫秒执行一次 newScheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(Runnable { var date = Date() println("线程 === ${Thread.currentThread().name} time == $date") }, 500, 500, TimeUnit.MILLISECONDS) //当执行10秒钟后，就终止任务的执行 contentView.btnScheduledThread.postDelayed(Runnable { newScheduledThreadPool.shutdownNow() }, 10000) }运行结果
2020-04-28 23:25:07.853 13238-13319/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-1 time == Tue Apr 28 23:25:07 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:08.124 13238-13319/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-1 time == Tue Apr 28 23:25:08 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:08.622 13238-13320/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-2 time == Tue Apr 28 23:25:08 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:09.124 13238-13320/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-2 time == Tue Apr 28 23:25:09 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:09.624 13238-13320/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-2 time == Tue Apr 28 23:25:09 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:10.124 13238-13320/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-2 time == Tue Apr 28 23:25:10 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:10.623 13238-13321/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 time == Tue Apr 28 23:25:10 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:11.124 13238-13321/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 time == Tue Apr 28 23:25:11 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:11.625 13238-13321/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 time == Tue Apr 28 23:25:11 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:12.124 13238-13321/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 time == Tue Apr 28 23:25:12 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:12.624 13238-13321/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 time == Tue Apr 28 23:25:12 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:13.125 13238-13321/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 time == Tue Apr 28 23:25:13 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:13.625 13238-13321/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 time == Tue Apr 28 23:25:13 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:14.123 13238-13321/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 time == Tue Apr 28 23:25:14 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:14.624 13238-13321/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 time == Tue Apr 28 23:25:14 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:15.125 13238-13321/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 time == Tue Apr 28 23:25:15 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:15.625 13238-13321/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 time == Tue Apr 28 23:25:15 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:16.123 13238-13321/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 time == Tue Apr 28 23:25:16 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:16.624 13238-13321/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 time == Tue Apr 28 23:25:16 GMT+08:00 2020 2020-04-28 23:25:17.124 13238-13321/com.dashingqi.threadproject I/System.out: 线程 === pool-1-thread-3 time == Tue Apr 28 23:25:17 GMT+08:00 2020
线程池的结构
- 线程池状态
- 一个AtomicInteger类型，二进制高3位用来标识线程池的状态，低29位用来记录线程池中线程的数量
- 状态
- RUNNING：默认状态，接受新任务并处理排队任务
- SHUTDOWN：不接受新任务，但是处理排队的任务，待用shutdown()会处于该状态
- STOP：不接受新任务，也不处理排队任务，并且终止正在运行的任务。待用shutdownNow()方法会处于该状态
- TIDYING：所有任务都终止，workerCount为零时，线程会转换到TIDYING状态，并将运行terminate()方法
- TERMINATED：terminate()运行完成后线程池转为此状态
- worker集合
- 保存所有核心线程和非核心线程
- 它的本质是一个HashSet
- 等待任务队列
- 当核心线程达到最大值的时候，新进来的任务会存放在这个等待任务队列中
- 它的本质就是一个阻塞队列（BlockingQueue）
线程池构造函数参数
- corePoolSize：核心线程数量
- maximumPoolSize：最大线程数量
- keepAliveTime：线程池中线程空闲的时间
- unit：空闲时间的单位
- workQueue：等待队列，线程池中核心线程都在工作，新进来的任务将放在等待队列中
- threadFactory：线程工厂，用来创建线程
- handler：饱和策略。当等待线程满了，并且此时线程数达到了线程最大数，就会执行饱和策略。
流程解析
- 当线程池中运行的线程数量没有达到核心线程数量的时候，当有新任务到达的时候，会创建一个新的线程去执行该任务，不管之前的线程是否是否处于空闲状态
- 当线程池中运行的线程数量已经到达核心线程的数量，之后提交的任务的会存放在等待队列中。直到某一个运行的线程空闲了，我们会按照等待队列规则拿到一个任务去交由这个线程去执行
- 当线程池中线程数达到了核心线程数，但是没有达到最大线程数，但是此时等待任务队列已经满了，那么会创建非核心线程去执行该任务。
- 提交的任务，无法被核心线程执行，也无法进入排序等待队列中，也无法被非核心线程执行，那么就会去去执行饱和策略去处理这个任务，如果我们没有提供饱和策略（RejectedExecutionHandler），这时会抛出RejectedExecutionException异常
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