java 线程池ThreadPoolExecutor 共同完成一个任务

作者&投稿:阳码 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
JAVA ThreadPoolExecutor 线程池如何控制活动线程的执行时间,例如该线程执行时间超过30秒就自动终止~

在线程开始的时候,用一个变量记录当前系统时间,线程执行完后再取一次系统时间,两个时间的差就是线程执行时间了。


这个类你参考一下
java.util.Timer

用这下面的TimeTask类(指定延时)

java里面的sleep()并不能精确定时,TimeTask可以:例下面的小程序:

import java.util.*;
public class test{
public static void main (String []args){
Timer timer=new Timer();//实例化Timer类
timer.schedule(new TimerTask(){
public void run(){
System.out.println("退出");
this.cancel();}},30000);//这里百毫秒
System.out.println("本程序存在30秒后自动退出");
}
}

用线程池编写多线程程序时,当所有任务完成时,要做一些统计的工作。而统计工作必须要在所有任务完成才能做。所以要让主线程等待所有任务完成。可以使用ThreadPoolExecutor.awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)。请看示例代码:
package com.chenlb;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
* 线程池使用示例, 主线程等待所有任务完成再结束.
*
* @author chenlb 2008-12-2 上午10:31:03
*/
public class ThreadPoolUse {

public static class MyTask implements Runnable {
private static int id = 0;

private String name = "task-"+(++id);
private int sleep;

public MyTask(int sleep) {
super();
this.sleep = sleep;
}

public void run() {
System.out.println(name+" -----start-----");
try {
Thread.sleep(sleep); //模拟任务执行.
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(name+" -----end "+sleep+"-----");
}

}

public static void main(String[] args) {
System.out.println("==================start==================");
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(5,5, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue());
int n = 10;
int sleep = 10 * 1000; //10s
Random rm = new Random();
for(int i=0; i<n; i++) {
executor.execute(new MyTask(rm.nextInt(sleep)+1));
}

executor.shutdown();//只是不能再提交新任务,等待执行的任务不受影响

try {
boolean loop = true;
do { //等待所有任务完成
loop = !executor.awaitTermination(2, TimeUnit.SECONDS); //阻塞,直到线程池里所有任务结束
} while(loop);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

System.out.println("==================end====================");
}

}
当然还有其它方法。

http://xtu-xiaoxin.iteye.com/blog/649677


shutDown()

当线程池调用该方法时,线程池的状态则立刻变成SHUTDOWN状态。此时,则不能再往线程池中添加任何任务,否则将会抛出RejectedExecutionException异常。但是,此时线程池不会立刻退出,直到添加到线程池中的任务都已经处理完成,才会退出。 唯一的影响就是不能再提交任务了,正则执行的任务即使在阻塞着也不会结束,在排队的任务也不会取消。

shutdownNow()

根据JDK文档描述,大致意思是:执行该方法,线程池的状态立刻变成STOP状态,并试图停止所有正在执行的线程,不再处理还在池队列中等待的任务,当然,它会返回那些未执行的任务。
它试图终止线程的方法是通过调用Thread.interrupt()方法来实现的,但是大家知道,这种方法的作用有限,如果线程中没有sleep 、wait、Condition、定时锁等应用, interrupt()方法是无法中断当前的线程的。所以,ShutdownNow()并不代表线程池就一定立即就能退出,它可能必须要等待所有正在执行的任务都执行完成了才能退出。

上面对shutDown()以及shutDownNow()作了一个简单的、理论上的分析。如果想知道why,则需要亲自打开JDK源码,分析分析。
想要分析shutDown()以及shutDownNow()源码,我建议首先要对ThreadPoolExecutor有个大概了解。因为关闭线程池的所有方法逻辑都在ThreadPoolExecutor中处理的。

线程池可以解决两个不同问题:由于减少了每个任务调用的开销,它们通常可以在执行大量异步任务时提供增强的性能,并且还可以提供绑定和管理资源(包括执行集合任务时使用的线程)的方法。每个ThreadPoolExecutor 还维护着一些基本的统计数据,如完成的任务数。

为了便于跨大量上下文使用,此类提供了很多可调整的参数和扩展挂钩。但是,强烈建议程序员使用较为方便的 Executors 工厂方法 Executors.newCachedThreadPool()(无界线程池,可以进行自动线程回收)、Executors.newFixedThreadPool(int)(固定大小线程池)和 Executors.newSingleThreadExecutor()(单个后台线程),它们均为大多数使用场景预定义了设置。否则,在手动配置和调整此类时,使用以下指导:

核心和最大池大小
ThreadPoolExecutor 将根据 corePoolSize(参见 getCorePoolSize())和 maximumPoolSize(参见getMaximumPoolSize())设置的边界自动调整池大小。当新任务在方法 execute(java.lang.Runnable) 中提交时,如果运行的线程少于 corePoolSize,则创建新线程来处理请求,即使其他辅助线程是空闲的。如果运行的线程多于corePoolSize 而少于 maximumPoolSize,则仅当队列满时才创建新线程。如果设置的 corePoolSize 和 maximumPoolSize相同,则创建了固定大小的线程池。如果将 maximumPoolSize 设置为基本的无界值(如 Integer.MAX_VALUE),则允许池适应任意数量的并发任务。在大多数情况下,核心和最大池大小仅基于构造来设置,不过也可以使用setCorePoolSize(int) 和 setMaximumPoolSize(int) 进行动态更改。

按需构造
默认情况下,即使核心线程最初只是在新任务需要时才创建和启动的,也可以使用方法 prestartCoreThread()或 prestartAllCoreThreads() 对其进行动态重写。

创建新线程
使用 ThreadFactory 创建新线程。如果没有另外说明,则在同一个 ThreadGroup 中一律使用Executors.defaultThreadFactory() 创建线程,并且这些线程具有相同的 NORM_PRIORITY 优先级和非守护进程状态。通过提供不同的 ThreadFactory,可以改变线程的名称、线程组、优先级、守护进程状态,等等。如果从 newThread返回 null 时 ThreadFactory 未能创建线程,则执行程序将继续运行,但不能执行任何任务。
保持活动时间
如果池中当前有多于 corePoolSize 的线程,则这些多出的线程在空闲时间超过 keepAliveTime 时将会终止(参见getKeepAliveTime(java.util.concurrent.TimeUnit))。这提供了当池处于非活动状态时减少资源消耗的方法。如果池后来变得更为活动,则可以创建新的线程。也可以使用方法 setKeepAliveTime(long, java.util.concurrent.TimeUnit) 动态地更改此参数。使用 Long.MAX_VALUE TimeUnit.NANOSECONDS 的值在关闭前有效地从以前的终止状态禁用空闲线程。

排队
所有 BlockingQueue 都可用于传输和保持提交的任务。可以使用此队列与池大小进行交互:
A. 如果运行的线程少于 corePoolSize,则 Executor 始终首选添加新的线程,而不进行排队。
B. 如果运行的线程等于或多于 corePoolSize,则 Executor 始终首选将请求加入队列,而不添加新的线程。
C. 如果无法将请求加入队列,则创建新的线程,除非创建此线程超出 maximumPoolSize,在这种情况下,任务将被拒绝。

排队有三种通用策略:
直接提交。工作队列的默认选项是 SynchronousQueue,它将任务直接提交给线程而不保持它们。在此,如果不存在可用于立即运行任务的线程,则试图把任务加入队列将失败,因此会构造一个新的线程。此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集合时出现锁定。直接提交通常要求无界 maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时,此策略允许无界线程具有增长的可能性。
无界队列。使用无界队列(例如,不具有预定义容量的 LinkedBlockingQueue)将导致在所有 corePoolSize 线程都忙的情况下将新任务加入队列。这样,创建的线程就不会超过 corePoolSize。(因此,maximumPoolSize 的值也就无效了。)当每个任务完全独立于其他任务,即任务执行互不影响时,适合于使用无界队列;例如,在 Web 页服务器中。这种排队可用于处理瞬态突发请求,当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时,此策略允许无界线程具有增长的可能性。
有界队列。当使用有限的 maximumPoolSizes 时,有界队列(如 ArrayBlockingQueue)有助于防止资源耗尽,但是可能较难调整和控制。队列大小和最大池大小可能需要相互折衷:使用大型队列和小型池可以最大限度地降低CPU 使用率、操作系统资源和上下文切换开销,但是可能导致人工降低吞吐量。如果任务频繁阻塞(例如,如果它们是 I/O 边界),则系统可能为超过您许可的更多线程安排时间。使用小型队列通常要求较大的池大小,CPU 使用率较高,但是可能遇到不可接受的调度开销,这样也会降低吞吐量。
被拒绝的任务

当 Executor 已经关闭,并且 Executor 将有限边界用于最大线程和工作队列容量,且已经饱和时,在方法execute(java.lang.Runnable) 中提交的新任务将被拒绝。在以上两种情况下,execute 方法都将调用其RejectedExecutionHandler 的 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution(java.lang.Runnable, java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor) 方法。下面提供了四种预定义的处理程序策略:
A. 在默认的 ThreadPoolExecutor.AbortPolicy 中,处理程序遭到拒绝将抛出运行时 RejectedExecutionException。
B. 在 ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy 中,线程调用运行该任务的 execute 本身。此策略提供简单的反馈控制机制,能够减缓新任务的提交速度。
C. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy 中,不能执行的任务将被删除。
D. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy 中,如果执行程序尚未关闭,则位于工作队列头部的任务将被删除,然后重试执行程序(如果再次失败,则重复此过程)。
定义和使用其他种类的 RejectedExecutionHandler 类也是可能的,但这样做需要非常小心,尤其是当策略仅用于特定容量或排队策略时。

挂钩方法
此类提供 protected 可重写的 beforeExecute(java.lang.Thread, java.lang.Runnable) 和 afterExecute(java.lang.Runnable, java.lang.Throwable) 方法,这两种方法分别在执行每个任务之前和之后调用。它们可用于操纵执行环境;例如,重新初始化ThreadLocal、搜集统计信息或添加日志条目。此外,还可以重写方法 terminated() 来执行 Executor 完全终止后需要完成的所有特殊处理。

如果挂钩或回调方法抛出异常,则内部辅助线程将依次失败并突然终止。

队列维护
方法 getQueue() 允许出于监控和调试目的而访问工作队列。强烈反对出于其他任何目的而使用此方法。remove(java.lang.Runnable) 和 purge() 这两种方法可用于在取消大量已排队任务时帮助进行存储回收。

一、例子

创建 TestThreadPool 类:
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestThreadPool {

private static int produceTaskSleepTime = 2;

private static int produceTaskMaxNumber = 10;

public static void main(String[] args) {

// 构造一个线程池
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3,
TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3),
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

for (int i = 1; i <= produceTaskMaxNumber; i++) {
try {
String task = "task@ " + i;
System.out.println("创建任务并提交到线程池中:" + task);
threadPool.execute(new ThreadPoolTask(task));

Thread.sleep(produceTaskSleepTime);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
view plain
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestThreadPool {

private static int produceTaskSleepTime = 2;

private static int produceTaskMaxNumber = 10;

public static void main(String[] args) {

// 构造一个线程池
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3,
TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3),
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

for (int i = 1; i <= produceTaskMaxNumber; i++) {
try {
String task = "task@ " + i;
System.out.println("创建任务并提交到线程池中:" + task);
threadPool.execute(new ThreadPoolTask(task));

Thread.sleep(produceTaskSleepTime);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}

创建 ThreadPoolTask类:
view plaincopy to clipboardprint?
import java.io.Serializable;

public class ThreadPoolTask implements Runnable, Serializable {

private Object attachData;

ThreadPoolTask(Object tasks) {
this.attachData = tasks;
}

public void run() {

System.out.println("开始执行任务:" + attachData);

attachData = null;
}

public Object getTask() {
return this.attachData;
}
}
view plain
import java.io.Serializable;

public class ThreadPoolTask implements Runnable, Serializable {

private Object attachData;

ThreadPoolTask(Object tasks) {
this.attachData = tasks;
}

public void run() {

System.out.println("开始执行任务:" + attachData);

attachData = null;
}

public Object getTask() {
return this.attachData;
}
}

执行结果:
创建任务并提交到线程池中:task@ 1
开始执行任务:task@ 1
创建任务并提交到线程池中:task@ 2
开始执行任务:task@ 2
创建任务并提交到线程池中:task@ 3
创建任务并提交到线程池中:task@ 4
开始执行任务:task@ 3
创建任务并提交到线程池中:task@ 5
开始执行任务:task@ 4
创建任务并提交到线程池中:task@ 6
创建任务并提交到线程池中:task@ 7
创建任务并提交到线程池中:task@ 8
开始执行任务:task@ 5
开始执行任务:task@ 6
创建任务并提交到线程池中:task@ 9
开始执行任务:task@ 7
创建任务并提交到线程池中:task@ 10
开始执行任务:task@ 8
开始执行任务:task@ 9
开始执行任务:task@ 10

ThreadPoolExecutor配置
一、ThreadPoolExcutor为一些Executor提供了基本的实现,这些Executor是由Executors中的工厂 newCahceThreadPool、newFixedThreadPool和newScheduledThreadExecutor返回的。 ThreadPoolExecutor是一个灵活的健壮的池实现,允许各种各样的用户定制。
二、线程的创建与销毁
1、核心池大小、最大池大小和存活时间共同管理着线程的创建与销毁。
2、核心池的大小是目标的大小;线程池的实现试图维护池的大小;即使没有任务执行,池的大小也等于核心池的大小,并直到工作队列充满前,池都不会创建更多的线程。如果当前池的大小超过了核心池的大小,线程池就会终止它。
3、最大池的大小是可同时活动的线程数的上限。
4、如果一个线程已经闲置的时间超过了存活时间,它将成为一个被回收的候选者。
5、newFixedThreadPool工厂为请求的池设置了核心池的大小和最大池的大小,而且池永远不会超时
6、newCacheThreadPool工厂将最大池的大小设置为Integer.MAX_VALUE,核心池的大小设置为0,超时设置为一分钟。这样创建了无限扩大的线程池,会在需求量减少的情况下减少线程数量。
三、管理
1、 ThreadPoolExecutor允许你提供一个BlockingQueue来持有等待执行的任务。任务排队有3种基本方法:无限队列、有限队列和同步移交。
2、 newFixedThreadPool和newSingleThreadExectuor默认使用的是一个无限的 LinkedBlockingQueue。如果所有的工作者线程都处于忙碌状态,任务会在队列中等候。如果任务持续快速到达,超过了它们被执行的速度,队列也会无限制地增加。稳妥的策略是使用有限队列,比如ArrayBlockingQueue或有限的LinkedBlockingQueue以及 PriorityBlockingQueue。
3、对于庞大或无限的池,可以使用SynchronousQueue,完全绕开队列,直接将任务由生产者交给工作者线程
4、可以使用PriorityBlockingQueue通过优先级安排任务

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        Ticket ticket = new Ticket(50); // 多线程共享对象
        Saler salerA = new Saler("售票员A", ticket);
        Saler salerB = new Saler("售票员B", ticket);
        Saler salerC = new Saler("售票员C", ticket);

        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(0, 10, 60L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                new SynchronousQueue<Runnable>(), new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

        threadPool.execute(salerA);
        threadPool.execute(salerB);
        threadPool.execute(salerC);
    }
}

// 售票员
class Saler implements Runnable {

    private String name;
    private Ticket ticket;

    public Saler(String name, Ticket ticket) {
        this.name = name;
        this.ticket = ticket;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (ticket.getRemain() > 0) {
            ticket.sale(name, 1);
            try {
                Thread.sleep(100); // 延迟100ms
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    }

}

// 车票信息
class Ticket {
    private int remain; // 余票数量

    public Ticket(int remain) {
        this.remain = remain;
    }

    // 卖票
    public void sale(String name, int count) {
        synchronized (this) { // 同步锁,保证一张车票同一时刻只能由一个人卖
            if (remain - count > -1) {
                remain -= count;
                System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName() + "]" + name + "卖出" + count + "张车票,当前余票:"
                        + remain + "张");
            } else {
                System.out.println("票已卖完。。。");
            }
        }
    }

    public int getRemain() {
        return remain;
    }

    public void setRemain(int remain) {
        this.remain = remain;
    }
}



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