ThreadPoolExecutor创建线程池

ThreadPoolExecutor创建线程池

一、前言

ThreadPoolExecutor是Java中用于管理线程池的类，它提供了一个灵活且可配置的线程池，可以有效地执行并管理多个任务。使用ThreadPoolExecutor可以实现线程的复用、线程池大小的控制、任务调度和异常处理等功能。

二、相关介绍

1. 构造函数定义

当使用new关键字去创建ThreadPoolExecutor类型的对象时，相关的构造函数定义如下：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {
    if (corePoolSize < 0 ||
        maximumPoolSize <= 0 ||
        maximumPoolSize < corePoolSize ||
        keepAliveTime < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
        throw new NullPointerException();
    this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
            null :
            AccessController.getContext();
    this.corePoolSize = corePoolSize;
    this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    this.workQueue = workQueue;
    this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    this.threadFactory = threadFactory;
    this.handler = handler;
}

2. 构造函数参数解读

• corePoolSize（核心线程数）：
  • 必须大于或等于零
  • 定义线程池的基本大小，即在没有任务执行时线程池的大小。
  • 核心线程会一直存活，即使没有任务需要执行。
  • 当任务数量超过核心线程数时，线程池会创建新的线程来处理任务，直到达到最大线程数。
  • 如果调用了线程池的prestartCoreThread()方法，核心线程会提前启动。
• maximumPoolSize（最大线程数）：
  • 必须大于零，且大于或等于核心线程数
  • 定义线程池允许创建的最大线程数。
  • 当任务数量超过核心线程数时，线程池会创建新的线程来处理任务，直到达到最大线程数。
  • 如果任务数量继续增加，而最大线程数已经达到，那么新的任务会被放入等待队列中等待执行。

    什么是等待队列？

    等待队列是在线程池中用于存储无法立即执行的任务的队列。当线程池中的线程数已达到最大线程数时，新提交的任务会被放入等待队列中等待执行。等待队列可以采用不同的实现，如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue等。如果等待队列已满，并且线程池中的线程数已达到最大线程数，那么线程池会根据预定义的拒绝策略来处理新提交的任务。

• keepAliveTime（线程空闲时间）：
  • 必须大于或等于零
  • 当线程池中的线程数量超过核心线程数时，多余的空闲线程的存活时间。
  • 当线程处于空闲状态，并且空闲时间超过keepAliveTime时，线程会被终止，直到线程数量等于核心线程数。
• unit（时间单位）：
  • 用于定义keepAliveTime参数的时间单位，可以是TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）、TimeUnit.SECONDS（秒）等。
• workQueue（工作队列）：
  • 必须非空
  • 用于存储待执行任务的队列。
  • 当任务数量超过核心线程数时，新的任务会被放入工作队列中等待执行。
  • 工作队列采用先进先出（FIFO）的原则，即先提交的任务先执行。
  • ThreadPoolExecutor提供了多种实现类，如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue等。
• threadFactory（线程工厂）：
  • 必须非空
  • 用于创建新线程的工厂。
  • 可以自定义线程工厂，以便为线程设置特定的属性，如名称、优先级等。
• handler（拒绝策略）：
  • 必须非空
  • 当线程池和工作队列都满了，无法执行新的任务时，拒绝策略会定义如何处理这些任务。
  • ThreadPoolExecutor提供了多种预定义的拒绝策略，如AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardPolicy、DiscardOldestPolicy等。

    Java中的ThreadPoolExecutor类提供了哪些预定义的拒绝策略？

    1. AbortPolicy（默认）：

       如果等待队列已满且线程池中的线程数已达到最大线程数，新提交的任务会立即抛出RejectedExecutionException异常，阻止任务的执行。

    2. CallerRunsPolicy：

       如果等待队列已满且线程池中的线程数已达到最大线程数，新提交的任务会由调用线程直接执行，而不会启动新的线程。

    3. DiscardPolicy：

       如果等待队列已满且线程池中的线程数已达到最大线程数，新提交的任务会被默默地丢弃，不会抛出异常，也不会执行。

    4. DiscardOldestPolicy：

       如果等待队列已满且线程池中的线程数已达到最大线程数，新提交的任务会尝试替换等待队列中最早的任务（即队头任务），然后重新提交新任务。

三、线程池处理流程

四、使用示例

1. 简单使用

public static void main(String[] args) {
    // 创建ThreadPoolExecutor
    ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(5,
        10, 5000,
        TimeUnit.MICROSECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(),
        Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
    // 提交任务给线程池执行
    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        // 创建任务对象
        Runnable task = () -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：任务执行啦");
        threadPoolExecutor.execute(task);
    }
    // 关闭线程池
    threadPoolExecutor.shutdown();
}

结果记录：

pool-1-thread-2：任务执行啦
pool-1-thread-3：任务执行啦
pool-1-thread-5：任务执行啦
pool-1-thread-1：任务执行啦
pool-1-thread-4：任务执行啦
pool-1-thread-5：任务执行啦
pool-1-thread-3：任务执行啦
pool-1-thread-2：任务执行啦
pool-1-thread-5：任务执行啦
pool-1-thread-4：任务执行啦
pool-1-thread-1：任务执行啦
pool-1-thread-1：任务执行啦
pool-1-thread-1：任务执行啦
pool-1-thread-1：任务执行啦
pool-1-thread-4：任务执行啦
pool-1-thread-4：任务执行啦
pool-1-thread-5：任务执行啦
pool-1-thread-2：任务执行啦
pool-1-thread-3：任务执行啦
pool-1-thread-1：任务执行啦

2. Spring中使用

/**
 * 线程池
 *
 * @Author: Isabener
 * @Date: 2023/5/28 11:04:58
 */
@Configuration
public class TaskPoolConfig {

    @Bean(name = "passionAsyncExecutor")
    public Executor taskExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(7);
        executor.setMaxPoolSize(15);
        executor.setQueueCapacity(50);
        executor.setKeepAliveSeconds(60);
        executor.setThreadNamePrefix("passion-asyns-executor-");
        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        return executor;
    }
}

/**
* 注：该方法所在类需要被Spring所管理
*/
@Async("passionAsyncExecutor")
public void test() {
    //业务逻辑
}