• Java必备知识--线程池


     

    什么是线程池

    将线程放到池中管理,使用时从线程池取,用完放回到线程池中。使用线程池可以减少线程创建、销毁的次数,减少系统开销,此外可以根据系统情况,调整线程的数量,防止创建过多的线程,消耗过多的内存(每个线程1M左右)。

    ThreadPoolExecutor原理

    基础的构造函数

    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,

    BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler);

    • corePoolSize:核心池的大小。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;

    • maximumPoolSize:线程池最大线程数,表示在线程池中最多能创建多少个线程;

    • keepAliveTime:表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会销毁。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。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;

    • unit:参数keepAliveTime的时间单位,有7种取值,在TimeUnit类中有7种静态属性

      • TimeUnit.DAYS;

      • TimeUnit.HOURS;

      • TimeUnit.MINUTES;

      • TimeUnit.SECONDS;

      • TimeUnit.MILLISECONDS;

      • TimeUnit.MICROSECONDS;

      • TimeUnit.NANOSECONDS;

    • workQueue:阻塞队列,用来存储等待执行的任务

      • ArrayBlockingQueue 有界队列

        • 多用于资源管理,较难平衡资源与效率

      • LinkedBlockingQueue 无界队列

        • 用于处理突发情况,容易产生资源耗尽问题

      • SynchronousQueue 无界队列

        • 不会保存任务,在某次添加元素后必须等待其他线程取走后才能继续添加,可以把它看成容量为0的队列

        • 通常搭配maximumPoolSize无界使用

    • threadFactory:线程工厂,主要用来创建线程

    • handler:表示当拒绝处理任务时的策略

      • ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException

      • ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy:丢弃任务,但是不抛出异常。

      • ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy:丢弃队列最前面的任务,然后重新尝试执行任务

      • ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy:由调用线程处理该任务

    线程管理的基本机制

    • 当前线程池中的线程数目小于corePoolSize,新提交任务,就会创建一个线程去执行这个任务,无论线程池中是否有空闲线程

    • 当前线程池中的线程数目>=corePoolSize,新提交任务,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

    • 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

    • 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

    Executors工厂类

    Executors是Java提供线程池创建的工具类,提供了多个线程池创建的工厂函数,返回的线程池都实现了ExecutorService接口。

    Executors类里面提供了一些静态工厂,生成一些常用的线程池

    • newSingleThreadExecutor:创建一个单线程的线程池,所有任务按照提交顺序串行执行

    public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {

    return new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));

    }

    • newFixedThreadPool:创建固定大小的线程池,再未达到线程池大小前,每次新提交都会创建新线程,线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变,线程池达到上限时,新提交的任务排队执行

    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {

    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());

    }

    • newCachedThreadPool:创建一个可缓存的线程池,可以动态调整线程池大小;无界线程池,可以自动回收线程

    public static ExecutorService newCachedThreadPool() {

    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>());

    }

    • newScheduledThreadPool:创建一个大小无限的线程池,支持定时以及周期性执行任务

    ThreadPoolExecutor、AbstractExecutorService、ExecutorService和Executor关系

    • Executor是一个顶层接口,只声明了一个方法execute(Runnable),用来执行任务

    • ExecutorService接口继承了Executor接口,并声明了一些方法:submit、invokeAll、invokeAny以及shutDown等

    • 抽象类AbstractExecutorService实现了ExecutorService接口,基本实现了ExecutorService中声明的所有方法

      • 具体实现submit方法

    • ThreadPoolExecutor继承了类AbstractExecutorService

      • 具体实现execute方法

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