Java中的线程与线程池.pptx
本文档对Java中的线程和线程池进行了简单介绍。首先,阐述了为什么需要线程、Java中实现线程的几种方式,线程的多种状态切换;然后,介绍了为什么需要线程池,JDK自带的线程池实现方式ThreadPoolExecutor的使用及其原理,最后强调ThreadPoolExecutor应用的注意点。 Java中的线程与线程池是程序设计中的关键概念,特别是在多任务并行处理和优化系统性能时。本文档深入探讨了这两个主题,旨在帮助开发者更好地理解和应用它们。 线程是为了充分利用CPU资源而引入的执行单元。在多线程环境下,可以实现并行和并发执行。并行是指多个独立的任务同时运行,而并发则是在同一时间段内交替执行多个任务,通常在单个CPU核心上实现。在具有共享资源的并发场景中,线程安全和同步变得至关重要,以防止数据竞争和不一致状态。Java中线程有五个生命周期状态:新建、就绪、运行、阻塞和死亡。线程可以通过Thread类、Runnable接口或Callable接口来创建,其中后两者可以与Future配合,实现阻塞或非阻塞的线程等待。 线程池是管理线程的一种机制,它的引入解决了频繁创建和销毁线程带来的开销。使用线程池可以减少内存消耗,降低系统启动新线程的延迟,以及提高系统稳定性,防止因过度创建线程导致的OOM异常。Java提供了Executors工具类来创建不同类型的线程池: 1. newCachedThreadPool:创建一个可缓存线程池,线程空闲超过指定时间后会被回收,当线程池为空时,会新建线程来处理任务。 2. newSingleThreadExecutor:创建一个单线程线程池,所有任务都在一个线程中顺序执行,保证了任务的执行顺序。 3. newFixedThreadPool:创建一个固定大小的线程池,线程数量保持不变,任务排队等待执行。 4. newScheduledThreadPool:创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。 5. ForkJoinPool:用于执行Fork/Join框架的任务,适用于分割任务并行执行的场景。 ThreadPoolExecutor是线程池的核心实现,其构造函数的参数定义了线程池的行为: - corePoolSize:核心线程数,即使无任务,这些线程也会一直存活。 - maximumPoolSize:线程池最大线程数,当工作队列满时,会创建新线程处理任务,直到达到此值。 - keepAliveTime:非核心线程在空闲时的存活时间。 - unit:时间单位。 - workQueue:工作队列,用于存放待执行的任务。 - threadFactory:线程工厂,用于创建线程。 - handler:拒绝策略,当线程池和工作队列都满时,用于处理新提交的任务。 使用Executors构建线程池时需要注意,如使用默认设置可能导致线程池积压过多任务或创建过多线程,从而引发内存溢出。因此,推荐自定义配置线程池,如使用有界队列ArrayBlockingQueue,并合理设定核心线程数、最大线程数和拒绝策略,以确保线程池稳定且高效地运行。 理解Java中的线程和线程池原理,以及如何正确使用它们,对于编写高性能、高并发的Java应用程序至关重要。通过合理配置和管理线程池,我们可以实现更有效的资源利用,避免潜在的性能瓶颈和系统异常。