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使用Java函数实现线程池的方法有哪些?

发布时间:2023-06-14 09:18:56

在Java中,实现线程池的方法很多,下面列举几种常见的实现方法:

1. 使用Executors类的静态方法创建线程池

在Java.util.concurrent包中,有一个Executors类,该类中提供了各种创建线程池的静态工厂方法。其中,最常用的方法有如下几个:

newFixedThreadPool(int nThreads):创建一个线程池,其中包含固定数量的线程。

newCachedThreadPool():创建一个根据需求大小自动调整线程数量的线程池。

newSingleThreadExecutor():创建一个只包含一个线程的线程池。

这些方法返回的都是一个ExecutorService对象,该对象是一个执行器服务,用于提交任务。

2. 使用ThreadPoolExecutor类手动创建线程池

ThreadPoolExecutor类是一个具体的线程池实现,它可以灵活地设置线程池的各种参数,如核心线程数、最大线程数、线程存活时间等。

通过手动创建ThreadPoolExecutor对象,可以更加灵活地控制线程池的运行。

示例代码:

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    corePoolSize,
    maximumPoolSize,
    keepAliveTime,
    TimeUnit.SECONDS,
    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()
);

其中,corePoolSize表示核心线程数,maximumPoolSize表示最大线程数,keepAliveTime表示线程存活时间。

3. 使用ForkJoinPool类实现任务并行化

ForkJoinPool是Java7中提供的一个并行框架,它可以将一个大任务拆分成多个小任务并行执行,从而更好地利用多核处理器的特性。

使用ForkJoinPool时,需要继承RecursiveTask类或RecursiveAction类,实现compute()方法,该方法用于执行子任务。接着,使用ForkJoinTask.invoke()方法启动任务。

示例代码:

public class MyTask extends RecursiveTask<Integer> {
 
    private static final int THRESHOLD = 2;
 
    private int start;
    private int end;
 
    public MyTask(int start, int end) {
        this.start = start;
        this.end = end;
    }
 
    @Override
    protected Integer compute() {
        int sum = 0;
        // 如果任务足够小就直接计算任务
        boolean canCompute = (end - start) <= THRESHOLD;
        if (canCompute) {
            for (int i = start; i <= end; i++) {
                sum += i;
            }
        } else {
            // 如果任务大于阈值,就分裂成两个子任务计算
            int mid = (start + end) / 2;
            MyTask leftTask = new MyTask(start, mid);
            MyTask rightTask = new MyTask(mid + 1, end);
            // 执行子任务
            leftTask.fork();
            rightTask.fork();
            // 等待子任务完成,并得到结果
            int leftResult = leftTask.join();
            int rightResult = rightTask.join();
            // 合并子任务
            sum = leftResult + rightResult;
        }
        return sum;
    }
}
 
public static void main(String[] args) {
    ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
    // 创建任务
    MyTask task = new MyTask(1, 100);
    // 执行任务
    Future<Integer> result = forkJoinPool.submit(task);
    try {
        System.out.println(result.get());
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (ExecutionException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

4. 使用CompletionService实现任务异步执行

CompletionService是Java5中提供的一个接口,它表示完成的结果集,可以用来异步执行任务。

使用CompletionService时,先创建线程池和任务集合,然后将任务提交到任务集合中,最后通过CompletionService.take()方法获取已完成的任务结果。

示例代码:

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
CompletionService<Integer> completionService = new ExecutorCompletionService<>(executorService);
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    final int j = i;
    completionService.submit(() -> {
        // 模拟任务耗时
        TimeUnit.SECONDS.sleep(j);
        return j;
    });
}
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    Integer result = completionService.take().get();
    System.out.println("任务-" + result + "执行完成!");
}
executorService.shutdown();

以上是几种常见的Java函数实现线程池的方法,可以根据具体使用场景选择最合适的方法。