第一章 Java线程池技术应用

发布时间：2024年01月04日

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前言

介绍Java的线程、线程池等操作

1、Java创建线程方式回顾

1.1、继承Thread类(只运行一次)

public class ThreadTest extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }

    public static void main(String[] args) {
        new ThreadTest().start();
    }
}

1.1.1、改造成主线程常驻，每秒开启新线程运行

import java.util.Date;

@Slf4j
public class ThreadTest extends  Thread{

    @Override
    public void run() {
        log.info("线程名称：{} , 当前时间：{}" , Thread.currentThread().getName() , new Date().getTime() );
    }

    public static void main(String[] args) {

        while (true) {
            try {
                new ThreadTest().start();
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            log.info("主线程常驻");
        }
    }

}

1.1.2、匿名内部类

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class ThreadTest extends  Thread{

    public static void main(String[] args) {

        Thread thread = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                log.info("Hello {}" , "world");
            }
        };

        thread.start();
    }

}

1.1.3、缺点

继承了Thread类之后，就不能继承其他类

1.1.4、扩展知识：Java内部类

成员内部类（外部类内部使用，外部类外部使用）

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class Outer {
    public static void main(String[] args) {
        Inner inner = new Outer().initTest();
        log.info(inner.innerTest());
    }

    public Inner initTest(){
        Inner inner = new Inner();
        return  inner;
    }

    class Inner{
        public Inner(){

        }
        public Inner(String s){

        }

        public String innerTest(){
            return "Inner Hello world";
        }
    }
}

1.1.4.1、静态内部类

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class Outer {
    public static void main(String[] args) {
        Inner inner = new Inner();
        log.info(inner.innerTest());
    }

    public void initTest(){
        Inner inner = new Inner();
    }

    static class Inner{
        public Inner(){

        }
        public Inner(String s){

        }
        public String innerTest(){
            return "Inner Hello world";
        }
    }
}

1.1.4.2、匿名内部类

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class Outer {
    public static void main(String[] args) {
        Outer outer = new Outer();
        outer.sayHello();

    }
    public void sayHello(){
        IMessage iMessage = new IMessage() {
            //匿名类
            @Override
            public String sayHello() {
                return "Hello world";
            }
        };
        log.info(iMessage.sayHello());

    }

    interface IMessage{
        String sayHello();
    }

}

1.2、实现Runnable接口

1.2.1、普通类实现Runnable接口

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class StatSales implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        log.info("统计销量");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                log.info("Hello world");
            }
        };
        thread.start();
    }
}

1.2.2、匿名方式创建Runnable实现类

public static void main(String[] args) {
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("统计成绩");
            }
        };
        new Thread(runnable).start();
    }

1.2.3、使用Lambda方式创建匿名Runnable类

// 使用 Lambda 匿名 Runnable 方式
Thread t3 = new Thread(() -> {
//添加业务方法…
});
// 启动线程
t3.start();

public static void main(String[] args) {
    Thread thread = new Thread(() -> {
        System.out.println("统计平均寿命");
    });

    thread.start();
}

1.2.4、缺点

不能获得程序的执行结果

1.2.5、扩展Lambda表达式

把函数作为一个方法的参数
表达式语法：

(parameters) -> expression

或

(parameters) ->{ statements; }

说明：

可选类型声明：不需要声明参数类型，编译器可以统一识别参数值。
可选的参数圆括号：一个参数无需定义圆括号，但多个参数需要定义圆括号。
可选的大括号：如果主体包含了一个语句，就不需要使用大括号。
可选的返回关键字：如果主体只有一个表达式返回值则编译器会自动返回值，大括号需要指定表达式返回了一个数值。

举例：

// 1. 不需要参数,返回值为 5  
() -> 5  
  
// 2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值  
x -> 2 * x  
  
// 3. 接受2个参数(数字),并返回他们的差值  
(x, y) -> x – y  
  
// 4. 接收2个int型整数,返回他们的和  
(int x, int y) -> x + y  
  
// 5. 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)  
(String s) -> System.out.print(s)

1.3、实现Callable接口

FutureTask+Callable

1.3.1、普通类实现Callable接口

public class StatScore implements Callable<Double> {
    @Override
    public Double call() throws Exception {
        //统计分数的逻辑
        return 88.98;
    }
}

 public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
    StatScore statScore = new StatScore();
    //跟FutureTask 关联上
    FutureTask<Double> doubleFutureTask = new FutureTask<>(statScore);
    //跟Thread关联上
    Thread thread = new Thread(doubleFutureTask);
    thread.start();
    log.info(String.valueOf(doubleFutureTask.get()));
}

1.3.2、扩展Lambda表达式

public class StatScore {

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

        Order order = new Order();
        order.setOrderId(100);
        order.setPayStatus(1);
        order.setOrderTime( "2023-05-31");
        order.setOrderId(1001);
        order.setUserId(10001);

        FutureTask<List<Order>> doubleFutureTask = new FutureTask<>( ()-> {
            // 获取订单列表
            List<Order> orderList = new ArrayList<>();
            orderList.add(order);
            Thread.sleep(3000);
            System.out.println("return list");
            return orderList;
        });

        //跟Thread关联上
        Thread thread = new Thread(doubleFutureTask);
        thread.start();
        try {
            System.out.println( doubleFutureTask.get(500 , TimeUnit.MILLISECONDS) );
        } catch (TimeoutException e) {
            System.out.println("获取订单列表接口超时");
        }
        System.out.println("------------------------end------------------------------");
    }
}

2、线程池

线程池就是存放线程的池子，池子里存放了很多可以复用的线程。
使用线程池的优势

提高效率，创建好一定数量的线程放在池中，等需要使用的时候就从池中拿一个，这要比需要的时候创建一个线程对象要快的多。
减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。
提升系统响应速度，假如创建线程用的时间为T1，执行任务用的时间为T2,销毁线程用的时间为T3，那么使用线程池就免去了T1和T3的时间；

2.1、五种创建线程的方式

//创建一个单线程池，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
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
//创建一个定长的线程池，可控制最大并发数，超出的线程进行队列等待。 ExecutorService executorService =
Executors.newFixedThreadPool(2); //可以创建定长的、支持定时任务，周期任务执行。
ExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(2);
//创建一个可以缓存的线程池，如果线程池长度超过处理需要，可以灵活回收空闲线程，没回收的话就新建线程 ExecutorService
executorService = Executors.newCachedThreadPool(); //创建一个具有抢占式操作的线程池
ExecutorService executorService = Executors.newWorkStealingPool();

2.2、new ThreadPoolExecutor()创建线程

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

参数说明：

参数	含义	解释
corePoolSize	该线程池中核心线程数最大值	核心线程生命周期无限，即使空闲也不会死亡
maximumPoolSize	线程总数最大值	任务队列满了以后当有新任务进来则会增加一个线程来处理新任务（线程总数<maximumPoolSize ）
keepAliveTime	闲置超时时间	当线程数大于核心线程数时，超过keepAliveTime时间将会回收非核心线程
unit	keepAliveTime 的单位
workQueue	线程池中的任务队列	*
threadFactory	为线程池提供创建新线程的线程工厂	*
RejectedExecutionHandler	饱和策略	抛出异常专用，当队列和最大线程池都满了之后的饱和策略。

2.2.1、拒绝策略

ThreadPoolExecutor的饱和策略可以通过调用setRejectedExecutionHandler来修改。JDK提供了几种不同的RejectedExecutionHandler实现，每种实现都包含有不同的饱和策略：AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardPolicy和DiscardOldestPolicy。
拒绝策略如下：

CallerRunsPolicy : 调用线程处理任务
AbortPolicy : 抛出异常
DiscardPolicy : 直接丢弃
DiscardOldestPolicy : 丢弃队列中最老的任务，执行新任务

    RejectedExecutionHandler rejected = null;

    //默认策略，阻塞队列满，则丢任务、抛出异常
    rejected = new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();

    //阻塞队列满，则丢任务，不抛异常
    rejected = new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy();

    //删除队列中最旧的任务（最早进入队列的任务），尝试重新提交新的任务
    rejected = new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy();

    //队列满，不丢任务，不抛异常，若添加到线程池失败，那么主线程会自己去执行该任务
    rejected = new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy();

总结： 就是被拒绝的任务，直接在主线程中运行，不再进入线程池。