Javaスレッドプール - 非同期タスク-＆＃＆チュートリアル-php.cn

1. シンプルで粗雑なスレッド

最も独創的な方法は、タスクを並列または非同期で実行したい場合、以下に示すようにスレッドを開始するメソッドを直接使用します。毎回新しいスレッドを使用するこの方法には、次のような多くの欠点があります:

新しいスレッドのたびに新しいオブジェクトを作成するパフォーマンスが低い

スレッドは統一された管理に欠けており、新しいスレッドが制限なく作成され、相互に競合します。また、システムリソースを占有しすぎて、クラッシュや OOM (メモリ不足) が発生する可能性もあります。

には、スケジュールされた実行、定期的な実行、スレッドの中断などの機能が不足しています。

2. スレッドプール

これらの問題を解決するために、Jdk1.5 以降に java.util.concurrent パッケージが追加されました。このパッケージは主に Java でのスレッドとスレッドプールの使用を紹介します。これは、開発中のスレッドの問題に対処するのに非常に役立ちます。

1. 機能

システム環境に応じて、スレッドの数を自動または手動で設定して、最適な運用効果を実現できます。スレッドの数が少ないとシステムリソースが無駄になり、多いとシステムの輻輳と非効率が発生します。スレッドプールを使用してスレッドの数を制御すると、他のスレッドはキューに入れられて待機します。タスクが実行されると、キュー内の最前部のタスクが取得され、実行が開始されます。キュー内に待機中のプロセスがない場合、スレッドプールのこのリソースは待機中になります。新しいタスクを実行する必要がある場合、スレッドプールに待機中のワーカースレッドがあれば実行を開始できます。それ以外の場合は、待機キューに入ります。

2. スレッドプールを使用する理由

既存のスレッドを再利用し、オブジェクトの作成と破棄のコストを削減し、優れたパフォーマンスを実現します。

同時スレッドの最大数を効果的に制御し、システムリソースの使用率を改善し、過度のリソースの競合と輻輳を回避できます。

スケジュール実行、定期実行、シングルスレッド、同時実行制御などの機能を提供します。

システムの容量に応じてスレッドプール内の作業スレッドの数を調整して、過度のメモリ消費によるサーバーの枯渇を防ぐことができます (各スレッドには約 1MB のメモリが必要です。オープンされるスレッドが増えるほど、より多くのメモリが必要になります)メモリが消費され、最終的にはクラッシュします)。

3. 主なクラス

Javaにおけるスレッドプールの最上位インターフェースはExecutorですが、厳密に言えばExecutorはスレッドプールではなく、スレッドを実行するための単なるツールです。実際のスレッドプールインターフェイスは ExecutorService です。

Javaスレッドプール - 非同期タスク

Javaスレッドプール - 非同期タスクスレッドプールの設定は比較的複雑で、特にスレッドプールの原理があまり明確でない場合は、設定されたスレッドプールが最適ではない可能性が非常に高いため、 Executors クラスいくつかの静的ファクトリーを作成し、一般的に使用されるいくつかのスレッドプールを生成します。

1) newSingleThreadExecutor

シングルスレッドのスレッドプールを作成します。このスレッドプールには 1 つのスレッドだけが動作しており、これはすべてのタスクを直列に実行する単一のスレッドと同等です。唯一のスレッドが異常終了した場合、新しいスレッドがそれを置き換えます。このスレッドプールにより、すべてのタスクが送信された順序で実行されることが保証されます。

2) newFixedThreadPool

固定サイズのスレッドプールを作成します。スレッドは、スレッドプールの最大サイズに達するまで、タスクが送信されるたびに作成されます。スレッドプールのサイズは、最大値に達しても変更されません。実行例外によってスレッドが終了すると、スレッドプールは新しいスレッドで補充されます。

3) newCachedThreadPool

キャッシュ可能なスレッドプールを作成します。スレッドプールのサイズがタスクの処理に必要なスレッドを超える場合、

タスクの数が増加すると、一部のアイドルスレッド (60 秒間タスクが実行されない) がリサイクルされます。このスレッドプールは新しいスレッドをインテリジェントに追加できます。プロセスタスク。このスレッドプールは、スレッドプールのサイズを制限しません。スレッドプールのサイズは、オペレーティングシステム (または JVM) が作成できる最大スレッドサイズに完全に依存します。

4) newScheduledThreadPool

サイズ無制限のスレッドプールを作成します。このスレッドプールは、タスクのタイミングと定期的な実行をサポートします。

3. 例

1) newCachedThreadPool

キャッシュ可能なスレッドプールを作成します。スレッドプールの長さが処理の必要性を超えた場合、リサイクルする方法がない場合は、新しいスレッドを作成します。サンプルコードは以下の通りです:

new Thread(new Runnable() {

    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub  这里放你要执行的方法
    }
}).start();

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スレッドプールは無限で、2 番目のタスクが実行されると、最初のタスクが完了し、毎回新しいスレッドを作成するのではなく、最初のタスクを実行したスレッドが再利用されます。

2) newFixedThreadPool

同時スレッドの最大数を制御するために固定長のスレッドプールを作成し、過剰なスレッドはキューで待機します。サンプルコードは以下の通りです。

package test;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolExecutorTest {
 public static void main(String[] args) {
  ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
   final int index = i;
   try {
    Thread.sleep(index * 1000);
   } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
   }
   cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
    public void run() {
     System.out.println(index);
    }
   });
  }
 }
}

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スレッドプールサイズが3なので、各タスクはインデックス出力後2秒スリープするため、2秒ごとに3つの数字が出力されます。

固定長スレッドプールのサイズは、システムリソースに応じて最適に設定されます。 Runtime.getRuntime().availableProcessors() など

3）newScheduledThreadPool
　　创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。延迟执行示例代码如下：

package test;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ThreadPoolExecutorTest {
 public static void main(String[] args) {
  ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
  scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
   public void run() {
    System.out.println("delay 3 seconds");
   }
  }, 3, TimeUnit.SECONDS);
 }
}

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　　表示延迟3秒执行。

　　定期执行示例代码如下：

package test;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ThreadPoolExecutorTest {
 public static void main(String[] args) {
  ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
  scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
   public void run() {
    System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");
   }
  }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
 }
}

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　　表示延迟1秒后每3秒执行一次。

4）newSingleThreadExecutor
　　创建一个单线程化的线程池，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。示例代码如下：

package test;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolExecutorTest {
 public static void main(String[] args) {
  ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
   final int index = i;
   singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
    public void run() {
     try {
      System.out.println(index);
      Thread.sleep(2000);
     } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
     }
    }
   });
  }
 }
}

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　结果依次输出，相当于顺序执行各个任务。

注意：以上的execute（）方法可以替换为submit（）方法，执行的结果是一样的。

四、submit（）和execute（）的区别

　　JDK5往后，任务分两类：一类是实现了Runnable接口的类，一类是实现了Callable接口的类。两者都可以被ExecutorService执行，它们的区别是：

execute(Runnable x) 没有返回值。可以执行任务，但无法判断任务是否成功完成。——实现Runnable接口

submit(Runnable x) 返回一个future。可以用这个future来判断任务是否成功完成。——实现Callable接口