本篇文章給大家分享的是有關(guān)Java中線程池的作用有哪些，小編覺得挺實用的，因此分享給大家學(xué)習(xí)，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

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1.簡介

使用線程池可以避免線程的頻繁創(chuàng)建以及銷毀。

JAVA中提供的用于實現(xiàn)線程池的API：

Executor、ExecutorService、AbstractExecutorService、ThreadPoolExecutor、ForkJoinPool都位于java.util.concurrent包下。

*ThreadPoolExecutor、ForkJoinPool為線程池的實現(xiàn)類。

2.Executor

public interface Executor {

  /**
   * 向線程池提交一個任務(wù),交由線程池去執(zhí)行
   */
  void execute(Runnable command);

}

*該接口聲明了execute(Runnable command)方法，負(fù)責(zé)向線程池中提交一個任務(wù)。

3.ExecutorService接口

public interface ExecutorService extends Executor {

  /**
   * 關(guān)閉線程池(等待隊列中的任務(wù)被執(zhí)行完畢)
   */
  void shutdown();

  /**
   * 立刻關(guān)閉線程池(不執(zhí)行隊列中的任務(wù)，并嘗試中斷當(dāng)前執(zhí)行的任務(wù))
   */
  List shutdownNow();

  /**
   * 判斷線程池是否處于shutdown狀態(tài).
   */
  boolean isShutdown();

  /**
   * 判斷線程池是否處于terminated狀態(tài).
   */
  boolean isTerminated();

  /**
   * 若在指定時間內(nèi)線程池處于terminated狀態(tài)則立即返回true,否則超過時間后仍未為terminated狀態(tài)則返回false.
   */
  boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

  /**
   * 向線程池提交一個任務(wù)并返回包含指定類型的Future(根據(jù)Callable的泛型)
   */
   Future submit(Callable task);

  /**
   * 向線程池提交一個任務(wù)并指定任務(wù)執(zhí)行結(jié)果的類型,返回包含指定類型的Future.
   */
   Future submit(Runnable task, T result);

  /**
   * 向線程池提交一個任務(wù)并返回未知類型的Future.
   */
  Future submit(Runnable task);

  /**
   * 向線程池提交多個任務(wù)并返回指定類型的Future列表.
   */
   List> invokeAll(Collection> tasks) throws InterruptedException;

  /**
   * 向線程池提交多個任務(wù)并返回指定類型的Future列表,如果在指定時間內(nèi)沒有執(zhí)行完畢則直接返回.
   */
   List> invokeAll(Collection> tasks, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
   
  /**
   * 向線程池提交多個任務(wù),當(dāng)任意一個任務(wù)執(zhí)行完畢后返回指定類型的Future.
   */
   T invokeAny(Collection> tasks) throws InterruptedException, ExecutionException;

  /**
   * 向線程池提交多個任務(wù),在指定時間內(nèi),當(dāng)任意一個任務(wù)執(zhí)行完畢后返回指定類型的Future,若超時則拋出異常.
   */
   T invokeAny(Collection> tasks, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

public interface Future {

  /**
   * 中斷任務(wù)的執(zhí)行
   */
  boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);

  /**
   * 判斷任務(wù)是否中斷成功
   */
  boolean isCancelled();

  /**
   * 判斷任務(wù)是否執(zhí)行完成
   */
  boolean isDone();
  
  /**
   * 獲取任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果直到任務(wù)執(zhí)行完畢(阻塞線程)
   */
  V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
 
  /**
   * 獲取任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果,若在指定時間內(nèi)任務(wù)仍然沒有執(zhí)行完畢則拋出TimeoutException
   */
  V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

*execute()方法不能獲取任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果，而submit()方法能夠根據(jù)返回的Future實例獲取任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果。

4.ThreadPoolExecutor

corePoolSize：線程池中核心線程的數(shù)量。

maximumPoolSize：線程池中最大線程數(shù)。

keepAliveTime：線程的空閑時間。

unit：修飾線程空閑時間的單位。

workQueue：任務(wù)隊列。

threadFactory：線程工廠，用于創(chuàng)建線程。

handler：當(dāng)隊列已滿且當(dāng)前線程數(shù)已達(dá)到所允許的最大值時的處理策略。

*線程池中的線程包括核心線程以及普通線程，核心線程一旦創(chuàng)建后直到線程池被關(guān)閉前都就不會被銷毀，而普通線程會因為到達(dá)空閑時間而被銷毀。

構(gòu)造方法：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
             int maximumPoolSize,
             long keepAliveTime,
             TimeUnit unit,
             BlockingQueue workQueue,
             ThreadFactory threadFactory,
             RejectedExecutionHandler handler)

BlockingQueue的類型 

 BlockingQueue提供了ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue等實現(xiàn)類。

1.ArrayBlockingQueue：使用順序表的結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲，在使用時需要指定其長度，支持公平鎖/非公平鎖進(jìn)行操作。

2.LinkedBlockingQueue：使用鏈表的結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲，在使用時不需要指定其長度，隊列的最大長度為Integer.MAX_VALUE。

3.SynchronousQueue：一個不存儲元素的隊列，每一個put操作必須等待take操作，否則不能添加元素，支持公平鎖和非公平鎖。

 *這些實現(xiàn)類在進(jìn)行入隊和出隊操作時都會進(jìn)行加鎖，以保證在多線程并發(fā)訪問時數(shù)據(jù)的安全性。

隊列已滿且線程數(shù)已達(dá)到所允許的最大值時的處理策略

RejectedExecutionHandler提供了AbortPolicy、DiscardPolicy、DiscardOlderstPolicy、CallerRunsPolicy四個策略，這四個策略都是ThreadPoolExecutor的靜態(tài)內(nèi)部類。

1.AbortPolicy：放棄任務(wù)并拋出RejectedExecutionException異常。

2.DiscardPolicy：放棄任務(wù)但不拋出異常。

3.DiscardOlderstPolicy： 放棄隊頭中的任務(wù)，然后重新嘗試執(zhí)行新任務(wù)。

4.CallerRunsPolicy： 由調(diào)用線程來處理該任務(wù)。

線程池的狀態(tài)

private static final int RUNNING  = -1；
private static final int SHUTDOWN  = 0； 
private static final int STOP    = 1；
private static final int TIDYING  = 2； 
private static final int TERMINATED = 3；

1.RUNING：線程池處于運行狀態(tài)，此時可以接受新的任務(wù)請求，并且執(zhí)行隊列中的任務(wù)。

2.SHUTDOWN：線程池處于關(guān)閉狀態(tài)，此時不接受新的任務(wù)請求，但會繼續(xù)執(zhí)行隊列中的任務(wù)。

3.STOP：線程池處于禁用狀態(tài)，此時不接受新的任務(wù)請求，并且不會執(zhí)行隊列中的任務(wù)。

4.TIDYING：線程池處于整理狀態(tài)，此時沒有正在執(zhí)行的任務(wù)。

5.TERMINATED ：線程池處于終止?fàn)顟B(tài)。

線程池狀態(tài)的變化過程

1.當(dāng)線程池創(chuàng)建后處于RUNNING狀態(tài)。

2.1 若此時調(diào)用了shutdown()方法，那么線程池將處于SHUTDOWN狀態(tài)，不接受新的任務(wù)請求，但會繼續(xù)執(zhí)行隊列中的任務(wù)，當(dāng)隊列中的任務(wù)為空且沒有正在執(zhí)行的任務(wù)時，線程池的狀態(tài)為TIDYING。

2.2 若此時調(diào)用了shutdownNow()方法，那么線程池將處于STOP狀態(tài)，不接受新的任務(wù)請求并且不執(zhí)行隊列中的任務(wù)，此時線程池的狀態(tài)為TIDYING。

3.當(dāng)線程池的狀態(tài)為TIDYING時，當(dāng)terminated()方法處理完畢后，線程池的狀態(tài)為TRRMINATED。

任務(wù)的執(zhí)行流程

1.當(dāng)調(diào)用了execute()或者submit()方法向線程池提交一個任務(wù)后，首先判斷當(dāng)前線程池中的線程個數(shù)是否大于核心線程數(shù)。

2.如果當(dāng)前線程池的線程個數(shù)小于核心線程數(shù)，則創(chuàng)建一個核心線程來處理任務(wù)。

3.如果當(dāng)前線程池的線程個數(shù)大于核心線程數(shù)，則將任務(wù)放入到隊列中，如果放入隊列成功，那么該任務(wù)將等待被空閑的線程處理，如果放入隊列失敗(隊滿)，則判斷當(dāng)前線程池中的線程個數(shù)是否達(dá)到所允許的最大值，若未達(dá)到則創(chuàng)建一個普通線程去處理任務(wù)，否則根據(jù)預(yù)定義的處理策略去進(jìn)行處理。

5.Executors工具類

JAVA中提供了Executors工具類，用于直接創(chuàng)建Executor。

CacheThreadPool

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
  return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,60L, TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue());
}

CacheThreadPool創(chuàng)建的都是普通線程(其核心線程數(shù)為0)、線程池的最大線程數(shù)為Integer.MAX_VALUE、線程的空閑時間為60秒，此方式適合大量耗時短的任務(wù)、不適合大量耗時長的任務(wù)。

*由于創(chuàng)建的都是普通線程，且空閑時間為60秒，則仍有可能會頻繁的創(chuàng)建線程。

FixedThreadPool

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
  return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue());
}

FixedThreadPool創(chuàng)建的都是核心線程，其線程個數(shù)由入?yún)Q定，線程不會因為空閑時間而被銷毀，適合預(yù)知任務(wù)數(shù)量的業(yè)務(wù)。

SingleThreadExecutor

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
  return new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1,new LinkedBlockingQueue()));
}

SingleThreadExecutor使用一個核心線程來處理任務(wù)。

ScheduledThreadPool

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

*ScheduledThreadPool支持定時執(zhí)行任務(wù)以及固定間隔執(zhí)行任務(wù)。

SingleThreadScheduledExecutor

public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
    return new DelegatedScheduledExecutorService(new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
}

*SingleThreadScheduledExecutor支持一個線程的定時執(zhí)行任務(wù)以及固定間隔執(zhí)行任務(wù)。

public interface ScheduledExecutorService extends ExecutorService {

  /**
   * 在指定的延遲時間到達(dá)后執(zhí)行任務(wù)一次
   */
  public ScheduledFuture schedule(Runnable command,long delay, TimeUnit unit);

  /**
   * 在指定的延遲時間到達(dá)后執(zhí)行任務(wù)一次
   */
  public  ScheduledFuture schedule(Callable callable,long delay, TimeUnit unit);

  /**
   * 在指定的初始化延遲時間到達(dá)后執(zhí)行任務(wù)一次,往后每隔period時間執(zhí)行任務(wù)一次.
   */
  public ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initialDelay,long period,TimeUnit unit);

  /**
   * 在指定的初始化延遲時間到達(dá)后執(zhí)行任務(wù)一次,往后每次任務(wù)執(zhí)行完畢后相隔delay時間執(zhí)行任務(wù)一次.
   */
  public ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay,long delay,TimeUnit unit);

}

WorkStealingPool

public static ExecutorService newWorkStealingPool(int parallelism) {
    return new ForkJoinPool(parallelism,ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,null, true);
}

WorkStealingPool創(chuàng)建一個并行級別的線程池，同一時刻最多只能有指定個數(shù)個線程正在執(zhí)行任務(wù)，創(chuàng)建時直接指定同一時刻最多能允許的并行執(zhí)行的線程個數(shù)即可，如果不傳則使用CPU的核數(shù)。

newWorkStealingPool方法內(nèi)部返回一個ForkJoinPool實例，F(xiàn)orkJoinPool是JAVA7新提供的線程池，同樣繼承AbstactExecutorService。

*作用類似于Semaphore。

以上就是Java中線程池的作用有哪些，小編相信有部分知識點可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿姷交蛴玫降?。希望你能通過這篇文章學(xué)到更多知識。更多詳情敬請關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。