本文将涵盖两个主题:
通过实现Callable接口创建线程
在Java中使用Executor框架
实现Callable接口
为了创建一段可以在线程中运行的代码,我们创建了一个类,然后实现了Callable接口。这段代码完成的任务需要放在call()函数中。在下面的代码中,你可以看到Callable task是一个实现Callable接口的类,在函数中完成了将0到4之间的数字相加的任务。
在上面的代码中,你会注意到Callable的参数为Integer。这表明此Callable的返回类型将为Integer。还可以看到调用函数返回了Integer类型。
1、创建线程并运行
下面的代码显示了如何创建线程,然后运行它们。
为了创建线程,首先我们需要创建一个CallableTask实例,该实例实现CallableI接口,如图所示:
然后我们需要创建一个FutureTask类的实例,并将Callable Task的实例作为参数传递,如下所示:
然后创建一个线程,我们创建一个Thread类的实例,并将FutureTask类的实例作为参数传递,如下所示:
最后,使用start()方法启动线程。
2、从线程获取结果
如果是Callables,线程实际上可以返回一个值。为了获得该值,我们可以在FutureTask实例上调用get()函数。在我们的代码中,线程的返回值是0到4之间的数字之和。如下面的代码片段所示:
线程可能抛出异常,可以使用try catch块进行处理。
运行结果:
小课堂
上面示例中,我们使用了new Thread()方式创建一个线程,但在实际项目中我们很少这样用,因为每次new的时候都是新建了一个线程对象,并且不能复用,只能释放线程资源,这种方式性能较差,而且如果不加限制,创建太多的线程会消耗太多系统资源,同时线程太多,如果要定期执行、关闭线程等,都不方便统一管理。
所以我们就需要线程池来管理线程,使用线程池有以下优点:
可以复用线程,减少对象创建,就减少系统资源消耗
可以控制最大并发线程数,提高系统资源利用率
使用线程池可以避免资源竞争,也就减少了阻塞情况
创建线程池简单方便,同时便于统一管理
Executor框架
每次创建线程都是资源密集型的。一个很好的替代方法是提前设置好一些线程,也就是我上面说的线程池,然后将我们的任务分配给这些线程。这就是Executors类和ExecutorService非常有用的地方。
image.png
上图显示了具有4个线程的线程池。每当我们希望运行任何任务时,都可以将其分配给这些线程。任务完成后,线程将被释放以执行其他任务。
1、如何使用Executor框架
我们还是先复用上面实现了Callable接口的CallableTask实例,然后我们改造一下创建线程方式,不再使用new Thread() 创建一个线程,而是先创建一个ExecutorService,Executors类具有ExecutorService的多个实现,这儿我们使用Executors类创建大小为4的固定线程池(newFixedThreadPool)。
接下来,我们需要将我们的任务提交给ExecutorService,像这样:
提交任务后,我们将获得一个Future对象的实例。Future对象将存储Task的结果。完整代码:
2、获取结果
为了获得每个任务的结果,我们可以调用Future实例的get()方法,方法和上面的一样:
运行结果
固定线程池(newFixedThreadPool)的运行情况说明:
在上面的示例中,我们创建了一个大小为4的固定线程池。
如果我们总共向ExecutorService提交3个任务,那么所有3个任务都将分配给线程池,并且它们将开始执行。
如果我们向ExecutorService提交4个任务,那么所有这4个任务将再次分配给线程池,并且它们将开始执行。
如果我们向该线程池提交5个任务,只有4个任务将分配给线程池。这是因为线程池的大小为4。仅当释放池中的线程之一时,才会分配第五个任务。
关闭ExecutorService
当我们不再需要线程时,需要关闭ExecutorService,这样做能确保JVM不会消耗其他资源。我们可以使用下面这个命令关闭ExecutorService:
ExecutorService的关闭操作通常位于``finally''块中。这是为了确保即使在发生任何异常的情况下,关闭操作始终在代码的末尾被执行。如果关闭操作不正确,那么如果发生任何异常,则ExecutorService仍将运行并消耗其他JVM资源。
总结
线程池的一些常用方法
submit():提交任务,能够返回执行结果execute+Future
shutdown():关闭线程池,等待任务都执行完
getPoolSize():线程池当前线程数量
getActiveCount():当前线程池中正在执行任务的线程数量
shutdownNow():关闭线程池,不等待任务执行完
getTaskCount():线程池已执行和未执行的任务总数
getCompletedTaskCount():已完成的任务数量
创建线程池的6种方式
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。
EnewCachedThreadPool():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。
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。
newWorkStealingPool():工作窃取线程池,它是新的线程池类ForkJoinPool的扩展,但是都是在统一的一个Executors类中实现,由于能够合理的使用CPU进行对任务操作(并行操作),所以适合使用在很耗时的任务中。
newSingleThreadScheduledExecutor():newSingleThreadScheduledExecutor创建线程池同时放入多个线程时,每个线程都会按照自己的调度来执行,但是当其中一个线程被阻塞时,其它的线程都会受到影响被阻塞,不过依然都会按照自身调度来执行,但是会存在阻塞延迟。
代码示例
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