Java线程池学习
众所周知，Java不仅提供了线程，也提供了线程池库给我们使用，那么今天来学学线程池的具体使用以及线程池基本实现原理分析。
ThreadPoolExecutor
ThreadPoolExecutor的构造方法：
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
RejectedExecutionHandler handler) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), handler);
}
参数解释如下：
- corePoolSize ： 核心池大小，即线程的数量
- maximumPoolSize ： 线程池最大数量
- keepAliveTime ： 线程池中的线程的保活时间，超时后线程会退出直到线程池中的线程数量等于corePoolSize，如果allowCoreThreadTimeout为true，线程数量会降为0
- workQueue:线程池采用的缓冲队列，常用的有：java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue
- handler：当线程池中线程数量达到maximumPoolSize时，仍有任务需要创建线程来完成，则handler采取相应的策略，默认的ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()，即会抛弃该任务。
线程池中可能的几种状态：
-
当线程数量小于corePoolSize时，任务来时会创建新的线程来处理，并把该线程加入线程队列中（实际上是一个hashset）（此步骤需要获取全局锁，ReentryLock）
-
如果当前线程数量达到了corePoolSize，任务来时将任务加入BlockingQueue
-
如果任务列队满了无法加入新的任务时，会创建新的线程（同样需要获取全局锁）
-
如果线程池数量达到maximumPoolSize，并且任务队列已满，新的任务将被拒绝
注意：获取全局锁是一个非常影响性能的因素，所以线程池会尽量执行第二步，因为此步骤不需要获取全局锁。
各种任务队列（BlockingQueue）的区别
-
ArrayBlockingQueue: 基于数组的有界阻塞队列，FIFO
-
LinkedBlockingQueue：基于链表的无界阻塞队列，FIFO，吞吐量高于ArrayBlockingQueue，Executors.newFixedThreadPool()使用了该队列
-
SynchronousQueue：一个不存储元素的队列，一进一出吞吐量高于LinkedBlockingQueue，Executors.newCachedThreadPool()使用了该队列
-
PriorityBlockingQueue：阻塞优先队列
RejectedExecutionHandler饱和拒绝策略
- AbortPolicy:直接抛出异常
- CallerRunsPolicy：只用调用者所在线程来运行任务
- DiscardOldestPolicy：丢弃队列里最近的任务，并执行当前任务
- DiscardPolicy：不处理，不丢弃
提交一个任务
两种方式：
threadPool.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//
}
});
上面是第一种，通过submit方法提交，该方法有返回值，返回类型是Future<?>类型，
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//
}
});
上面是第二种，通过execute执行，无返回值。
关闭线程池
shutdown()和showdownNow()两种方法，都是调用了interruptIdleWorkers()方法去遍历线程池中的工作线程，然后去打断它们，代码如下：
private void interruptIdleWorkers(boolean onlyOne) {
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
for (Worker w : workers) {
Thread t = w.thread;
if (!t.isInterrupted() && w.tryLock()) {
try {
//中断线程
t.interrupt();
} catch (SecurityException ignore) {
} finally {
w.unlock();
}
}
if (onlyOne)
break;
}
} finally {
mainLock.unlock();
}
}
不同的是shutdown是把线程的状态置为SHUTDOWN而shutdownNow是STOP。
调优
- 尽量使用有界队列
- 线程池中的线程数量应该根据场景来合理配置，例如CPU密集型的任务就应该配置尽量少的线程数量
Executors工具类
主要介绍工具类Executors创建的三种线程池：
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
ExecutorService executorService1 = Executors.newFixedThreadPool(10);
ExecutorService executorService2 = Executors.newCachedThreadPool();
FixedThreadPool
源码如下：
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
可以看出core和max数量是一样的，因为使用的LinkedBlockingQueue是无界阻塞队列，因此达到coreSize后不会继续创建线程而是阻塞在队列那了。
SingleThreadExecutor
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
只创建一个线程的线程池。
CachedThreadPool
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
使用了SynchronousQueue这个没有容量的阻塞队列，线程池的coreSize为0，maxSize为无限大，所以当生产者提供任务的速度大于消费者处理任务的时候，可能会无线创建线程，从而导致系统资源（CPU，内存等）耗竭。