星期二, 五月 22, 2007

JDK1.5中的线程池使用简介（转）


在多线程大师Doug Lea的贡献下，在JDK1.5中加入了许多对并发特性的支持，例如：线程池。这里介绍的就是1.5种的线程池的简单使用方法。
创建日期：2005-05-11
最后修改日期：2007-03-06
panhaidong@gmail.com

一、简介
线程池类为 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor，常用构造方法为：
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime, TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
RejectedExecutionHandler handler)
  • corePoolSize
    线程池维护线程的最少数量
  • maximumPoolSiz
    线程池维护线程的最大数量
  • keepAliveTime
    线程池维护线程所允许的空闲时间
  • unit
    线程池维护线程所允许的空闲时间的单位
  • workQueue
    线程池所使用的缓冲队列
  • handler
    线程池对拒绝任务的处理策略

一个任务通过 execute(Runnable)方法被添加到线程池，任务就是一个 Runnable类型的对象，任务的执行方法就是 Runnable类型对象的run()方法。

当一个任务通过execute(Runnable)方法欲添加到线程池时：

  • 如果此时线程池中的数量小于corePoolSize，即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务。
  • 如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize，但是缓冲队列 workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。
  • 如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量小于maximumPoolSize，建新的线程来处理被添加的任务。
  • 如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于maximumPoolSize，那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。
也就是：处理任务的优先级为：
核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程maximumPoolSize，如果三者都满了，使用handler处理被拒绝的任务。

当线程池中的线程数量大于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止。这样，线程池可以动态的调整池中的线程数。

unit可选的参数为java.util.concurrent.TimeUnit中的几个静态属性：
NANOSECONDS、MICROSECONDS、MILLISECONDS、SECONDS。

workQueue我常用的是：java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue

handler有四个选择：
  • ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
    抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常
  • ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
    重试添加当前的任务，他会自动重复调用execute()方法
  • ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
    抛弃旧的任务
  • ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
    抛弃当前的任务

二、一般用法举例 [下载源代码]

package cn.simplelife.exercise;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestThreadPool {
private static int produceTaskSleepTime = 2;
public static void main(String[] args) {
//构造一个线程池
ThreadPoolExecutor producerPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 0,
TimeUnit.SECONDS , new ArrayBlockingQueue(3),
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

//每隔produceTaskSleepTime的时间向线程池派送一个任务。
int i=1;
while(true){
try {
Thread.sleep(produceTaskSleepTime);

String task = "task@ " + i;
System.out.println("put " + task);

producerPool.execute(new ThreadPoolTask(task));

i++;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}

package cn.simplelife.exercise;

import java.io.Serializable;

/**
* 线程池执行的任务
* @author hdpan
*/
public class ThreadPoolTask implements Runnable,Serializable{

//JDK1.5中，每个实现Serializable接口的类都推荐声明这样的一个ID
private static final long serialVersionUID = 0;

private static int consumeTaskSleepTime = 2000;
private Object threadPoolTaskData;

ThreadPoolTask(Object tasks){
this.threadPoolTaskData = tasks;
}

//每个任务的执行过程，现在是什么都没做，除了print和sleep，:)
public void run(){
System.out.println("start .."+threadPoolTaskData);
try {
//便于观察现象，等待一段时间
Thread.sleep(consumeTaskSleepTime);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
threadPoolTaskData = null;
}
}


对这两段程序的说明：

  1. 在这段程序中，一个任务就是一个Runnable类型的对象，也就是一个ThreadPoolTask类型的对象。
  2. 一般来说任务除了处理方式外，还需要处理的数据，处理的数据通过构造方法传给任务。
  3. 在这段程序中，main()方法相当于一个残忍的领导，他派发出许多任务，丢给一个叫 threadPool的任劳任怨的小组来做。
    • 这个小组里面队员至少有两个，如果他们两个忙不过来， 任务就被放到任务列表里面。
    • 如果积压的任务过多，多到任务列表都装不下(超过3个)的时候，就雇佣新的队员来帮忙。但是基于成本的考虑，不能雇佣太多的队员， 至多只能雇佣 4个。
    • 如果四个队员都在忙时，再有新的任务， 这个小组就处理不了了，任务就会被通过一种策略来处理，我们的处理方式是不停的派发， 直到接受这个任务为止(更残忍！呵呵)。
    • 因为队员工作是需要成本的，如果工作很闲，闲到 3SECONDS都没有新的任务了，那么有的队员就会被解雇了，但是，为了小组的正常运转，即使工作再闲，小组的队员也不能少于两个。
    • 通过调整 produceTaskSleepTime和 consumeTaskSleepTime的大小来实现对派发任务和处理任务的速度的控制， 改变这两个值就可以观察不同速率下程序的工作情况。
    • 通过调整4中所指的数据，再加上调整任务丢弃策略， 换上其他三种策略，就可以看出不同策略下的不同处理方式。
    • 对于其他的使用方法，参看jdk的帮助，很容易理解和使用。
    这是另外一个例子
    public class NamePrinter implements Runnable {
    private final String name;
    private final int delay;
    public NamePrinter(String name, int delay) {
    this.name = name;
    this.delay = delay;
    }
    public void run() {
    System.out.println("Starting: " + name);
    try {
    Thread.sleep(delay);
    } catch (InterruptedException ignored) { }
    System.out.println("Done with: " + name);
    }
    }
    import java.util.concurrent.*;
    import java.util.Random;
    public class UsePool {
    public static void main(String args[]) {
    Random random = new Random();
    ExecutorService executor =
    Executors.newFixedThreadPool(3); //设定线程池容量为3
    // Sum up wait times to know when to shutdown
    int waitTime = 500;
    for (int i=0; i<10;>
    String name = "NamePrinter " + i;
    int time = random.nextInt(1000);
    waitTime += time;
    Runnable runner = new NamePrinter(name, time);
    System.out.println("Adding: " + name + " / " + time);
    executor.execute(runner);
    }
    try {
    Thread.sleep(waitTime);
    executor.shutdown();
    executor.awaitTermination
    (waitTime, TimeUnit.MILLISECONDS);
    } catch (InterruptedException ignored) {
    }
    System.exit(0);
    }
    }

    附：jdk1.5中关于ThreadPoolExecutor的javadoc地址
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