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Java并发包之线程池

2016年08月14日 Java 暂无评论 阅读 376 views 次

在之前的所有案例中,我们总是通过启动一个新的线程来执行新的任务。对于一些小的应用来说, 这是OK的,但是对于一些大型的应用来说,这是不太合适的。例如对于一个高并发的web服务器,如果每一个HTTP请求,我们都使用一个新的线程来处理, 那么内存中必然会存在大量的线程,线程的上下文切换以及线程的创建与销毁,都会消耗大量的资源。

因此我们最好将线程的管理、创建、销毁等操作与线程需要执行的任务隔离开来。具体来说,我们希望有一个类,专门用于管理一批Thread对象,而线程对象的 运行时代码(Runnable或者Callable接口的实现类)则另外定义,当需要执行这些任务时,将任务提交给这个类,这个类会安排空闲的线程来运行 这个任务。从而避免线程频繁的创建与销毁,以及大量的线程的上下文切换造成的资源损耗。

这是一种常见的需求,java并发包的设计者也考虑到了这个问题,并将这种起到线程管理作用的类称之为executors。目前executors主要有3个接口,关系如下图所示:

executors

其中:

Executor是顶级接口,其只定义了一个execute方法,用于接受可以执行的任务。

ExecutorService接口在Executor的基础上添加了一些生命周期方法,例如shutdown。

ScheduledExecutorService则进行了一些功能性的扩展,可以在指定的时间、或者周期性的运行某个任务。

通常情况下,executors的实现,都包含了一个线程池(thread pool)和一个任务队列(task queue)。 我们向executors中提交任务(Runnable或者Callable接口的实现类),executors会将提交的任务放入任务队列中。然后会从 thread pool中选择一个空闲的线程来处理队列中的任务,如果线程池中的所有线程都在处理其他任务,那么等到某个线程率处理完自己的任务空闲下来的时候,再将任 务队列中的任务交由其处理。下图展示了线程池的工作原理:

executor

从上图可以看到,我们提交的任务都会放到executor内部维护的一个任务队列中,executor会从thread pool中取出线程,来运行执行任务队列中的任务。而thread pool中的线程对象,是通过一个线程工厂对象来创建的。使用Thread Factory的原因是因为,通常一个线程池中的所有Thread对象的作用都是相同的,因此我们可能会希望按照某种相同的规则来创建线程,例如给线程池中的所有线程名字都起一个公共的前缀。

事实上,JDK自带的executors的实现,都利用到了我们上述提到的概念:线程工厂,线程池以及任务队列, 如:ThreadPoolExecutorScheduledThreadPoolExecutorForkJoinPool

executors1

其中对于Fork/Join框架,JDK1.7中引入的利用多处理器特性的并发编程框架,我们会有一个章节单独进行详细的讲解。

 

转自:http://www.tianshouzhi.com/api/tutorials/mutithread/299

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