java线程池的基本使用

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四种线程池

Executors中提供了四种线程池:

  1. newCachedThreadPool 可缓存线程池,对于每个线程,如果有空闲线程可用,立即让它执行,如果没有,则创建一个新线程
  2. newFixedThreadPool 具有固定大小的线程池,如果任务数大于空闲的线程数,则把它们放进队列中等待
  3. newSingleThreadPool大小为1的线程池,任务一个接着一个完成
  4. newScheduledThreadPool 定长线程池,可控制线程最大并发数,支持定时及周期性任务执行,用来代替Timer

基本方法

在上文http://segmentfault.com/a/1190000003091174 中说到了callable不能直接被Thread运行,但却能被线程池运行,ExecutorService提供了几种方法运行一个任务:

Future submit(Callable task);
Future submit(Runnable task, T result);
Future submit(Runnable task);

第一个方法可以直接提交一个Callable任务,返回一个包含结果的Future<T>,第二个方法会返回指定的result对象,第三个方法返回一个Future<?>,可以使用这样的对象来调用isDone,cancel,isCancelled,但是在get的时候返回null。

此外,有两个常用的关闭线程池的方法:

void shutdown();
List<Runnable> shutdownNow()

第一个方法将启动一次顺序关闭,有任务在执行,则等待执行完成,但不接受新的任务;
第二个方法将取消所有未开始的任务并且试图中断正在执行的任务,返回从未开始执行的任务的列表。无法保证能够停止正在处理的活动执行任务,但是会尽力尝试。例如,通过 Thread.interrupt() 来取消典型的实现,所以任何任务无法响应中断都可能永远无法终止。

控制一组任务

ExecutorService提供了invokeAnyinvokeAll方法,它们是批量执行的最常用形式,它们执行任务collection,然后等待至少一个,或全部任务完成

/**
执行给定的任务,当所有任务完成时,返回保持任务状态和结果的 Future 列表。返回列表的所有元素的 Future.isDone() 为 true。
注意,可以正常地或通过抛出异常来终止已完成任务。
**/
<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
                          throws InterruptedException
/**
执行给定的任务,如果其中一个任务的结果。一旦正常或异常返回后,则取消尚未完成的任务。
**/                          
<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
            throws InterruptedException,
                   ExecutionException                          

invokeAny方法提交所有任务到一个Callable对象的集合中,并且返回某个已经完成了的任务的结果,返回的任务是不确定的。invokeAll方法则返回所有任务的结果,可以这样来对结果进行处理:

List<Callable<T>> tasks=...
List<Future<T>> results = executor.invokeAll(tasks);
for(Future<T> result : results){
    process(result.get());
}
...

这样处理的一个弊端是,如果第一个任务花费了很长时间,则不得不等待。在某些情况下,可能只需要一个任务出了结果就可以中止所有任务,这样就得不偿失。将结果按照可获得的顺序保存起来可能更好,这时需要用到ExecutorCompletionService来进行排列:

ExecutorCompletionService service = new ExecutorCompletionService(executor);
for(Callable<T> task:tasks){
    service.submit(task);
}

for(int i = 0;i < task.size();i++){
    process(service.take().get());
}
...

其中,take()方法会移除下一个已经完成的结果(Future),如果没有可用结果则阻塞

使用小结

在使用线程池时,大多应该按照以下步骤:

  1. 调用Executors类中的静态方法newCachedThreadPoolnewFixedThreadPool创建线程池;
  2. 调用submit提交RunnableCallable任务;
  3. 如果想取消一个任务,或者提交了Callable对象,那就要保存好返回的Future对象;
  4. 当不再提交任务时,调用shutdown