重新启动线程比创建新线程更好吗？

Question

我想知道在执行对象的过程中保持相同的线程是否有什么好处，而不是重复使用相同的线程对象。我有一个对象，它使用本地线程变量并行化单个(经常使用的)方法，这样每次调用该方法时，都会实例化新线程(和Runnable)。由于该方法被频繁调用，一次执行可能实例化超过10万个Thread对象，即使在任何给定时间都没有超过几个(~4-6)活动。

下面是一个简化的示例，说明该方法目前是如何实现的，以给出我的意思。作为参考，n当然是要使用的预先确定的线程数，而this.dataStructure是一个(线程安全的) Map，它充当计算的输入，并且被计算所修改。还有其他的输入，但由于它们与这个问题无关，所以我省略了它们的用法。出于同样的原因，我也省略了异常处理。

Runnable[] tasks = new Runnable[n];
Thread[] threads = new Thread[n];
ArrayBlockingQueue<MyObject> inputs = new ArrayBlockingQueue<>(this.dataStructure.size());
inputs.addAll(this.dataStructure.values());

for (int i = 0; i < n; i++) {
    tasks[i] = () -> {
        while (true) {
            MyObject input = inputs.poll(1L, TimeUnit.MICROSECONDS);
            if (input == null) return;
            // run computations over this.dataStructure
        }
    };
    threads[i] = new Thread(tasks[i]);
    threads[i].start();
}

for (int i = 0; i < n; i++)
    threads[i].join();

因为这些线程(以及它们的可运行项)总是使用单个ArrayBlockingQueue作为输入执行相同的方式，所以替代方法就是每次调用方法时“重新填充队列”，然后重新启动相同的线程。这是很容易实现的，但我不确定这样做会不会有任何不同。我不太熟悉并发，所以非常感谢您的帮助。

PS.：如果有一种更优雅的方法来处理投票，那也是有帮助的。

Answer 1

不可能启动线程不止一次，但从概念上说，您的问题的答案是肯定的。

这通常是通过线程池完成的。线程池是一组很少实际终止的线程。相反，应用程序将其任务传递给线程池，线程池将在线程池中选择运行线程。然后，线程池决定是否应该在任务完成后终止或重用线程。

Java有一些非常容易使用线程池的类：ExecutorService和CompletableFuture。

ExecutorService的使用通常如下所示：

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

for (int i = 0; i < n; i++) {
    tasks[i] = () -> {
        while (true) {
            MyObject input = inputs.poll(1L, TimeUnit.MICROSECONDS);
            if (input == null) return;
            // run computations over this.dataStructure
        }
    };
    executor.submit(tasks[i]);
}

// Doesn't interrupt or halt any tasks.  Will wait for them all to finish
// before terminating its threads.
executor.shutdown();

executor.awaitTermination(Long.MAX_VALUE, TimeUnit.DAYS);

Executors还有其他可以创建线程池的方法，比如newFixedThreadPool()和newWorkStealingPool()。你可以自己决定哪一个最适合你的需要。

CompletableFuture的使用可能如下所示：

Runnable[] tasks = new Runnable[n];
CompletableFuture<?>[] futures = new CompletableFuture<?>[n];

for (int i = 0; i < n; i++) {
    tasks[i] = () -> {
        while (true) {
            MyObject input = inputs.poll(1L, TimeUnit.MICROSECONDS);
            if (input == null) return;
            // run computations over this.dataStructure
        }
    };
    futures[i] = CompletableFuture.runAsync(tasks[i]);
}

CompletableFuture.allOf(futures).get();

CompletableFuture的缺点是任务不能被取消或中断。(调用cancel会将任务标记为异常完成，而不是成功完成，但任务不会被中断。)

Answer 2

根据定义，不能重新启动线程。根据文档：不止一次启动线程是合法的。特别是，线程一旦完成执行就不能重新启动。

然而，线程是一个有价值的资源，还有一些实现可以重用线程。看一看关于执行器的Java教程。