1. 线程池是什么?
线程池是预先创建线程的一种技术。线程池在还没有任务到来之前,创建一定数量的线程,放入空闲队列中。这些线程都是处于睡眠状态,即均未启动,不消耗CPU,而只是占用较小的内存空间。当请求到来之后,
缓冲池给这次请求分配一个空闲线程,把请求传入此线程中运行,进行处理。当预先创建的线程都处于运行状态,即预制线程不够,线程池可以自由创建一定数量的新线程,用于处理更多的请求。当系统比较闲的时候,
也可以通过移除一部分一直处于停用状态的线程。
2. 为什么使用线程池?
如果并发的线程数量很多,并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了,这样频繁创建线程就会大大降低系统的效率,因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。
基础的new Thread存在以下几种弊端:
- new Thread新建对象性能差
- 线程缺乏统一管理,如无限新建线程、线程相互竞争等
- 对线程控制性弱,如线程中断、线程定时执行等
相比new Thread,线程池有以下几种优点:
- 可重用存在的线程,减少线程创建消亡开销
- 可控制线程最大并发数
- 提供方便的线程中断、线程定时执行等功能
3. 与**有什么不同?
4. 骨架
1). java.uitl.concurrent.ThreadPoolExecutor类是线程池中最核心的一个类
2). corePoolSize:核心池的大小。在创建了线程池后,默认情况下,线程池中并没有任何线程,而是等待有任务到来才创建线程去执行任务,除非调用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法,
从这2个方法的名字就可以看出,是预创建线程的意思,即在没有任务到来之前就创建corePoolSize个线程或者一个线程。默认情况下,在创建了线程池后,线程池中的线程数为0,当有任务来之后,就会创建一个
线程去执行任务,当线程池中的线程数目达到corePoolSize后,就会把到达的任务放到缓存队列当中;
3). maximumPoolSize:线程池最大线程数,这个参数也是一个非常重要的参数,它表示在线程池中最多能创建多少个线程;
4). keepAliveTime:表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。默认情况下,只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时,keepAliveTime才会起作用,直到线程池中的线程数不大于corePoolSize,
即当线程池中的线程数大于corePoolSize时,如果一个线程空闲的时间达到keepAliveTime,则会终止,直到线程池中的线程数不超过corePoolSize。但是如果调用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法,
在线程池中的线程数不大于corePoolSize时,keepAliveTime参数也会起作用,直到线程池中的线程数为0;
5). unit:参数keepAliveTime的时间单位,时分秒等。有7种取值,在TimeUnit类中有7种静态属性
6). workQueue:一个阻塞队列,用来存储等待执行的任务,这个参数的选择也很重要,会对线程池的运行过程产生重大影响。ArrayBlockingQueue和PriorityBlockingQueue使用较少,一般使用
LinkedBlockingQueue和SynchronousQueue。线程池的排队策略与BlockingQueue有关。
7). threadFactory:线程工厂,主要用来创建线程;
8). handler:表示当拒绝处理任务时的策略,有以下四种取值:丢弃并抛异常;丢弃不抛异常;丢弃队列最前面的任务,然后重新尝试执行任务(重复此过程);由调用线程处理该任务;
5. 线程池怎么用?
public class Test { public static void main(String[] args) { ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(5, 10, 200, TimeUnit.MILLISECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(5)); for(int i=0;i<15;i++){ MyTask myTask = new MyTask(i); executor.execute(myTask); System.out.println("线程池中线程数目:"+executor.getPoolSize()+",队列中等待执行的任务数目:"+ executor.getQueue().size()+",已执行玩别的任务数目:"+executor.getCompletedTaskCount()); } executor.shutdown(); } } class MyTask implements Runnable { private int taskNum; public MyTask(int num) { this.taskNum = num; } @Override public void run() { System.out.println("正在执行task "+taskNum); try { Thread.currentThread().sleep(4000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("task "+taskNum+"执行完毕"); } }
6. 使用注意事项
1). 给线程命名,便于监控,推荐使用下面的提供的线程工厂
ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("consumer-queue-thread-%d").build(); ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(5, 5, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new ArrayBlockingQueue<Runnable>(5),namedThreadFactory,new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
2). 当workQueue为LinkedBlockingQueue时有内存溢出的风险;一种解决方法是使用Synchronous,不将线程任务放到队列中,当无可用线程时抛出异常,捕获,休眠一秒。
3). 默认情况下,创建线程池之后,线程池中是没有线程的,需要提交任务之后才会创建线程。在实际中如果需要线程池创建之后立即创建线程,可以通过以下两个方法办到:
prestartCoreThread():初始化一个核心线程;
prestartAllCoreThreads():初始化所有核心线程
4). 要知道任务提交给线程池之后的处理策略,这里总结一下主要有4点:
a. 如果当前线程池中的线程数目小于corePoolSize,则每来一个任务,就会创建一个线程去执行这个任务;
b. 如果当前线程池中的线程数目>=corePoolSize,则每来一个任务,会尝试将其添加到任务缓存队列当中,若添加成功,则该任务会等待空闲线程将其取出去执行;若添加失败(一般来说是任务缓存队列已满),
则会尝试创建新的线程去执行这个任务;
c. 如果当前线程池中的线程数目达到maximumPoolSize,则会采取任务拒绝策略进行处理;
d. 如果线程池中的线程数量大于 corePoolSize时,如果某线程空闲时间超过keepAliveTime,线程将被终止,直至线程池中的线程数目不大于corePoolSize;如果允许为核心池中的线程设置存活时间,
那么核心池中的线程空闲时间超过keepAliveTime,线程也会被终止。
7. 优化
1). 给线程命名,便于监控,推荐使用下面的提供的线程工厂
2). 如何合理配置线程池大小,仅供参考。
一般需要根据任务的类型来配置线程池大小:
如果是CPU密集型任务,就需要尽量压榨CPU,参考值可以设为 NCPU+1
如果是IO密集型任务,参考值可以设置为2*NCPU
当然,这只是一个参考值,具体的设置还需要根据实际情况进行调整,比如可以先将线程池大小设置为参考值,再观察任务运行情况和系统负载、资源利用率来进行适当调整。
3). ThreadPoolExecutor提供了动态调整线程池容量大小的方法:setCorePoolSize()和setMaximumPoolSize(),
8. 监控
visualVM
9. 常用方法:
execute()方法实际上是Executor中声明的方法,在ThreadPoolExecutor进行了具体的实现,这个方法是ThreadPoolExecutor的核心方法,通过这个方法可以向线程池提交一个任务,交由线程池去执行。
submit()方法是在ExecutorService中声明的方法,在AbstractExecutorService就已经有了具体的实现,在ThreadPoolExecutor中并没有对其进行重写,这个方法也是用来向线程池提交任务的,
但是它和execute()方法不同,它能够返回任务执行的结果,去看submit()方法的实现,会发现它实际上还是调用的execute()方法,只不过它利用了Future来获取任务执行结果。
shutdown()和shutdownNow()是用来关闭线程池的。
10. Spring线程池使用方法:http://tedhacker.top/2016/08/05/Spring%E7%BA%BF%E7%A8%8B%E6%B1%A0%E4%BD%BF%E7%94%A8%E6%96%B9%E6%B3%95/
在ThreadPoolExecutor类中提供了四个构造方法:
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService { ..... public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue); public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory); public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler); public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler); ... }
创建线程工厂:
BasicThreadFactory threadFactory = new BasicThreadFactory.Builder().daemon(false).namingPattern("mms7Client-%d").build();
exec = new ThreadPoolExecutor(2, config.getThreadNumber(), 60L,TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>(),threadFactory);
11. Java 常用的线程池有7种,他们分别是:
(1)newCachedThreadPool :创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。
(2)newFixedThreadPool:创建一个固定数目的、可重用的线程池。
(3)newScheduledThreadPool:创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。
(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。
(5)newSingleThreadScheduledExcutor:创建一个单例线程池,定期或延时执行任务。
(6)newWorkStealingPool:创建持有足够线程的线程池来支持给定的并行级别,并通过使用多个队列,减少竞争,它需要穿一个并行级别的参数,如果不传,则被设定为默认的CPU数量。
(7) ForkJoinPool:支持大任务分解成小任务的线程池,这是Java8新增线程池,通常配合ForkJoinTask接口的子类RecursiveAction或RecursiveTask使用。
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