Java-線程池專題 (美團面試題)__Java

Java-線程池專題 (美團面試題)

去美團面試，問到了什麼是線程池，如何使用，為什麼要用,以下做個總結

1、什麼是線程池：  java.util.concurrent.Executors提供了一個 java.util.concurrent.Executor介面的實現用於建立線程池

多線程技術主要解決處理器單元內多個線程執行的問題，它可以顯著減少處理器單元的閑置時間，增加處理器單元的吞吐能力。    
    假設一個伺服器完成一項任務所需時間為：T1 建立線程時間，T2 線上程中執行任務的時間，T3 銷毀線程時間。

   如果：T1 + T3 遠大於 T2，則可以採用線程池，以提高伺服器效能。

     一個線程池包括以下四個基本組成部分：
                1、線程池管理器（ThreadPool）：用於建立並管理線程池，包括 建立線程池，銷毀線程池，添加新任務；
                2、背景工作執行緒（PoolWorker）：線程池中線程，在沒有任務時處於等待狀態，可以迴圈的執行任務；
                3、任務介面（Task）：每個任務必須實現的介面，以供背景工作執行緒調度任務的執行，它主要規定了任務的入口，任務執行完後的收尾工作，任務的執行狀態等；
                4、任務隊列（taskQueue）：用於存放沒有處理的任務。提供一種緩衝機制。

   線程池技術正是關注如何縮短或調整T1,T3時間的技術，從而提高伺服器程式效能的。它把T1，T3分別安排在伺服器程式的啟動和結束的時間段或者一些閒置時間段，這樣在伺服器程式處理客戶請求時，不會有T1，T3的開銷了。
    線程池不僅調整T1,T3產生的時間段，而且它還顯著減少了建立線程的數目，看一個例子：
    假設一個伺服器一天要處理50000個請求，並且每個請求需要一個單獨的線程完成。線上程池中，線程數一般是固定的，所以產生線程總數不會超過線程池中線程的數目，而如果伺服器不利用線程池來處理這些請求則線程總數為50000。一般線程池大小是遠小於50000。所以利用線程池的伺服器程式不會為了建立50000而在處理請求時浪費時間，從而提高效率。

 

  2.常見線程池 ①newSingleThreadExecutor 單個線程的線程池，即線程池中每次只有一個線程工作，單線程串列執行任務 ②newFixedThreadExecutor(n) 固定數量的線程池，沒提交一個任務就是一個線程，直到達到線程池的最大數量，然後後面進入等待隊列直到前面的任務完成才繼續執行 ③newCacheThreadExecutor（推薦使用） 可緩衝線程池， 當線程池大小超過了處理任務所需的線程，那麼就會回收部分空閑（一般是60秒無執行）的線程，當有任務來時，又智能的添加新線程來執行。 ④newScheduleThreadExecutor 大小無限制的線程池，支援定時和周期性的執行線程

 

  java提供的線程池更加強大，相信理解線程池的工作原理，看類庫中的線程池就不會感到陌生了。

 

文章2：

 

Java線程池使用說明 一簡介

線程的使用在java中佔有極其重要的地位，在jdk1.4極其之前的jdk版本中，關於線程池的使用是極其簡陋的。在jdk1.5之後這一情況有了很大的改觀。Jdk1.5之後加入了java.util.concurrent包，這個包中主要介紹java中線程以及線程池的使用。為我們在開發中處理線程的問題提供了非常大的協助。 二：線程池

線程池的作用：

線程池作用就是限制系統中執行線程的數量。
     根據系統的環境情況，可以自動或手動設定線程數量，達到啟動並執行最佳效果；少了浪費了系統資源，多了造成系統擁擠效率不高。用線程池控制線程數量，其他線程排隊等候。一個任務執行完畢，再從隊列的中取最前面的任務開始執行。若隊列中沒有等待進程，線程池的這一資源處於等待。當一個新任務需要運行時，如果線程池中有等待的背景工作執行緒，就可以開始運行了；否則進入等待隊列。

為什麼要用線程池:

1.減少了建立和銷毀線程的次數，每個背景工作執行緒都可以被重複利用，可執行多個任務。

2.可以根據系統的承受能力，調整線程池中工作線線程的數目，防止因為消耗過多的記憶體，而把伺服器累趴下(每個線程需要大約1MB記憶體，線程開的越多，消耗的記憶體也就越大，最後死機)。

Java裡麵線程池的頂級介面是Executor，但是嚴格意義上講Executor並不是一個線程池，而只是一個執行線程的工具。真正的線程池介面是ExecutorService。

比較重要的幾個類：

ExecutorService	真正的線程池介面。
ScheduledExecutorService	能和Timer/TimerTask類似，解決那些需要任務重複執行的問題。
ThreadPoolExecutor	ExecutorService的預設實現。
ScheduledThreadPoolExecutor	繼承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService介面實現，週期性任務調度的類實現。

要配置一個線程池是比較複雜的，尤其是對於線程池的原理不是很清楚的情況下，很有可能配置的線程池不是較優的，因此在Executors類裡面提供了一些靜態工廠，產生一些常用的線程池。

1. newSingleThreadExecutor

建立一個單線程的線程池。這個線程池只有一個線程在工作，也就是相當於單線程串列執行所有任務。如果這個唯一的線程因為異常結束，那麼會有一個新的線程來替代它。此線程池保證所有任務的執行順序按照任務的提交順序執行。

2.newFixedThreadPool

建立固定大小的線程池。每次提交一個任務就建立一個線程，直到線程達到線程池的最大大小。線程池的大小一旦達到最大值就會保持不變，如果某個線程因為執行異常而結束，那麼線程池會補充一個新線程。

3. newCachedThreadPool

建立一個可快取的線程池。如果線程池的大小超過了處理任務所需要的線程，

那麼就會回收部分空閑（60秒不執行任務）的線程，當任務數增加時，此線程池又可以智能的添加新線程來處理任務。此線程池不會對線程池大小做限制，線程池大小完全依賴於作業系統（或者說JVM）能夠建立的最大線程大小。

4.newScheduledThreadPool

建立一個大小無限的線程池。此線程池支援定時以及周期性執行任務的需求。

執行個體

1：newSingleThreadExecutor

package com.thread;/* * 通過實現Runnable介面，實現多線程 * Runnable類是有run()方法的； * 但是沒有start方法 * 參考： * http://blog.csdn.net/qq_31753145/article/details/50899119 * */public class MyThread extends Thread {     @Override    public void run() {        // TODO Auto-generated method stub//        super.run();    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在執行....");    } }

package com.thread;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;/* * 通過實現Runnable介面，實現多線程 * Runnable類是有run()方法的； * 但是沒有start方法 * 參考： * http://blog.csdn.net/qq_31753145/article/details/50899119 * */public class singleThreadExecutorTest{         public static void main(String[] args) {        // TODO Auto-generated method stub         //建立一個可重用固定線程數的線程池        ExecutorService pool=Executors.newSingleThreadExecutor();                //建立實現了Runnable介面對象，Thread對象當然也實現了Runnable介面;                        Thread t1=new MyThread();                Thread t2=new MyThread();                Thread t3=new MyThread();                Thread t4=new MyThread();                Thread t5=new MyThread();                //將線程放到池中執行；                pool.execute(t1);        pool.execute(t2);        pool.execute(t3);        pool.execute(t4);        pool.execute(t5);                //關閉線程池               pool.shutdown();                 }}

結果：

pool-1-thread-1正在執行....pool-1-thread-1正在執行....pool-1-thread-1正在執行....pool-1-thread-1正在執行....pool-1-thread-1正在執行....

2newFixedThreadPool

package com.thread;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;/* * 通過實現Runnable介面，實現多線程 * Runnable類是有run()方法的； * 但是沒有start方法 * 參考： * http://blog.csdn.net/qq_31753145/article/details/50899119 * */public class fixedThreadExecutorTest{         public static void main(String[] args) {        // TODO Auto-generated method stub         //建立一個可重用固定線程數的線程池        ExecutorService pool=Executors.newFixedThreadPool(2);                //建立實現了Runnable介面對象，Thread對象當然也實現了Runnable介面;                        Thread t1=new MyThread();                Thread t2=new MyThread();                Thread t3=new MyThread();                Thread t4=new MyThread();                Thread t5=new MyThread();                //將線程放到池中執行；                pool.execute(t1);        pool.execute(t2);        pool.execute(t3);        pool.execute(t4);        pool.execute(t5);                //關閉線程池               pool.shutdown();                 }}

結果：

pool-1-thread-1正在執行....pool-1-thread-1正在執行....pool-1-thread-1正在執行....pool-1-thread-1正在執行....pool-1-thread-2正在執行....

3、newCachedThreadPool

package com.thread;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;/* * 通過實現Runnable介面，實現多線程 * Runnable類是有run()方法的； * 但是沒有start方法 * 參考： * http://blog.csdn.net/qq_31753145/article/details/50899119 * */public class cachedThreadExecutorTest{         public static void main(String[] args) {