在没有线程池的时候,每发布一个任务就要创建一个新的线程,在下边代码中,我们发布了一个新的任务,然后启动子线程执行任务/*** 描述: 单个任务的时候,新建线程来执行*/
public class SingleTask {
public static void main(String[] args) {
Thread thread0 = new Thread(new Task());
thread0.start();
}
static class Task implements Runnable {
public void run() {System.out.println("Thread Name: " + Thread.currentThread().getName() + " 执行了");
}
}
}
线程启动图如下:
假如现在我们的任务突然飙升到了1000,那么我们就需要使用for循环同时创建1000个子线程:/*** 描述: for循环新建1000个线程*/
public class TenTask {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i
Thread thread = new Thread(new Task());
thread.start();
}
}
static class Task implements Runnable {
public void run() {
System.out.println("Thread Name: " + Thread.currentThread().getName() + " 执行了");
}
}
}
执行结果:Thread Name: Thread-1 执行了Thread Name: Thread-3 执行了Thread Name: Thread-4 执行了Thread Name: Thread-2 执行了Thread Name: Thread-5 执行了Thread Name: Thread-0 执行了Thread Name: Thread-8 执行了Thread Name: Thread-9 执行了Thread Name: Thread-6 执行了Thread Name: Thread-7 执行了
.....
.....
如下图,我们创建了 1000 个子线程,而 Java 程序中的线程与操作系统中的线程是一一对应的,假如线程中的任务需要一定的耗时才能够完成,便会产生很大的系统开销与资源浪费。
创建线程时会有系统开销,并且每个线程还会占用一定的内存资源,更重要的是我们创建这么多的线程也会给系统的稳定性带来危害,因为在每个系统中,可创建线程的数量是有一个上限的,不可能无限的创建。
而且线程执行完需要被回收,大量的线程等待回收又会给垃圾回收带来压力。
总结下来,一个任务创建一个线程有下边两个比较明显的问题:反复创建线程系统开销比较大,每个线程创建和销毁都需要时间,如果任务比较简单,那么就有可能导致创建和销毁线程消耗的资源比线程执行任务本身消耗的资源还要大。
过多的线程会占用过多的内存等资源,还会带来过多的上下文切换,同时还会导致系统不稳定。
而如果我们把所有任务都放在主线程串行执行,那执行效率会是相当的低,于是便诞生了线程池来平衡线程与系统资源之间的关系。
首先线程池有一定数量的工作线程:
比如我们选择了线程数固定的线程池,假设线程池有 10个线程,但此时要执行的任务大于 10个,线程池会让10以后的任务进行排队等待,而不是无限制的扩张线程数量,保障资源不会被过度消耗。/*** 描述: 用固定线程数的线程池执行1000个任务*/
public class ThreadPoolDemo {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);for (int i = 0; i
service.execute(new Task());
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行了");
}
static class Task implements Runnable {
public void run() {
System.out.println("Thread Name: " + Thread.currentThread().getName() + "执行了");
}
}
}
执行结果:Thread Name: pool-1-thread-1 执行了
Thread Name: pool-1-thread-2 执行了
Thread Name: pool-1-thread-3 执行了
Thread Name: pool-1-thread-4 执行了
Thread Name: pool-1-thread-5 执行了
Thread Name: pool-1-thread-6 执行了
Thread Name: pool-1-thread-7 执行了
Thread Name: pool-1-thread-8 执行了
Thread Name: pool-1-thread-9 执行了
Thread Name: pool-1-thread-10 执行了
Thread Name: pool-1-thread-1 执行了
Thread Name: pool-1-thread-3 执行了
Thread Name: pool-1-thread-5 执行了
Thread Name: pool-1-thread-2 执行了
......
可以看到,程序在执行的过程中一直都是线程池中的线程在执行任务,没有创建额外的线程
线程执行流程图:
程序运行的时候首先会创建一个有10个线程的线程池,然后将1000个分配给线程池,线程池里的10个工作线程会不断的领取任务执行,直到1000个任务都执行完毕,就好像银行柜台里的工作人员循环接待大厅里等待办理业务的客户
使用线程池比手动创建线程主要有三点好处。线程池可以解决线程生命周期的系统开销问题,同时还可以加快响应速度。因为线程池中的线程是可以复用的,我们只用少量的线程去执行大量的任务,这就大大减小了线程生命周期的开销。而且线程通常不是等接到任务后再临时创建,而是已经创建好时刻准备执行任务,这样就消除了线程创建所带来的延迟,提升了响应速度,增强了用户体验。
线程池可以统筹内存和 CPU 的使用,避免资源使用不当。线程池会根据配置和任务数量灵活地控制线程数量,不够的时候就创建,太多的时候就回收,避免线程过多导致内存溢出,或线程太少导致 CPU 资源浪费,达到了一个完美的平衡。
线程池可以统一管理资源。比如线程池可以统一管理任务队列和线程,可以统一开始或结束任务,比单个线程逐一处理任务要更方便、更易于管理,同时也有利于数据统计,比如我们可以很方便地统计出已经执行过的任务的数量。