Java并发编程实战读书笔记（三）-优快云博客

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任务执行

无限制创建线程的不足

在讨论并发编程和多线程处理的场景中，“为每个任务分配一个线程”这种策略存在一系列的不足，特别是在生产环境中需要创建大量线程时。以下是这种策略的主要问题：

线程生命周期的开销：线程的创建和销毁过程需要时间和系统资源。这会导致处理请求的延迟，并增加JVM和操作系统的负担。对于需要处理大量轻量级请求的应用（如大多数服务器应用），为每个请求创建一个新线程会消耗大量计算资源。
资源消耗：活跃的线程消耗系统资源，尤其是内存。如果可运行的线程数量超过可用处理器的数量，一些线程将处于闲置状态。这些大量的空闲线程不仅占用内存，还增加了垃圾回收器的负担，并在竞争CPU资源时产生额外性能开销。如果已有足够多的线程使所有CPU保持忙碌，再创建更多线程实际上会降低性能。
稳定性问题：可创建线程的数量有限制，这个限制因平台不同而异，受多种因素影响，包括JVM启动参数、Thread构造函数中的栈大小请求以及底层操作系统对线程的限制等。超出这些限制可能导致抛出OutOfMemoryError异常，从这种错误中恢复非常危险，更可行的方法是设计程序以避免超出限制。
系统吞吐率和性能：在一定的范围内，增加线程可以提高系统吞吐率，但超出这个范围后，继续创建线程只会降低程序执行速度。过多地创建线程可能导致应用程序崩溃。
高负载下的风险：在应用程序部署后并处于高负载下运行时，无限制地创建线程会导致问题暴露，恶意用户或过多用户可能使Web服务器负载达到阈值并崩溃。对于需要高可用性并能在高负载情况下平稳降低性能的服务器而言，这将是一个严重的故障。

Executor框架

Executor基于生产者-消费者模式，其中提交任务的操作相当于生产者（生成待完成的工作单元），执行任务的线程则相当于消费者（执行这些工作单元）。在程序中实现生产者-消费者设计时，使用Executor是最简单的方式。

使用线程池执行任务相比为每个任务分配一个线程有更多的优势。线程池通过重用现有线程而不是创建新线程，减少了线程创建和销毁的开销。此外，由于工作线程通常已经存在，任务的执行不会因等待线程创建而延迟，这提高了响应性。适当调整线程池大小可以确保有足够的线程使处理器保持忙碌，同时防止过多线程竞争资源导致应用程序耗尽内存或失败。

Java类库提供了灵活的线程池和一些有用的默认配置。可以通过调用Executors中的静态工厂方法来创建线程池：

newFixedThreadPool：创建一个固定长度的线程池，达到最大数量后不再变化，如果线程因异常结束，会补充新线程。
newCachedThreadPool：创建一个可缓存的线程池，根据需求增加或回收空闲线程，线程池规模无限制。
newSingleThreadExecutor：创建单个工作线程的Executor，按任务队列顺序串行执行，如FIFO、LIFO、优先级。
newScheduledThreadPool：创建一个固定长度的线程池，以延迟或定时方式执行任务，类似于Timer。

newFixedThreadPool和newCachedThreadPool返回ThreadPoolExecutor实例，可以直接用来构造专门用途的executor。第8章将深入讨论线程池的配置选项。

TaskExecutionWebServer中的Web服务器使用了一个带有有界线程池的Executor。通过execute方法将任务提交到工作队列中，工作线程反复地从队列中取出任务并执行它们。

好的，以下是为您整理后的内容：
为了解决执行服务的生命周期问题，Executor扩展了ExecutorService接口，添加了一些用于生命周期管理的方法，以及一些便于任务提交的方法。ExecutorService的生命周期有三种状态：运行、关闭和已终止。初始创建时处于运行状态。

void shutdown();：启动平缓的关闭过程，不再接受新任务，等待已提交的任务完成。
List<Runnable> shutdownNow();：尝试粗暴关闭，取消所有正在执行的任务，不启动尚未开始的任务。
boolean isShutdown();：检查是否开始关闭过程。
boolean isTerminated();：检查所有任务是否完成，ExecutorService是否处于终止状态。
boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;：等待直到所有任务完成或超时，或当前线程被中断，之后返回true；如果已经进入终止状态，立刻返回true。

在ExecutorService关闭后提交的任务将由“拒绝执行处理器”处理，它会抛弃任务或使execute方法抛出RejectedExecutionException。通常在调用awaitTermination后会立即调用shutdown以同步关闭ExecutorService。

Timer类用于管理延迟任务（如“100ms后执行该任务”）和周期任务（如“每10ms执行一次该任务”）。但由于Timer存在一些缺陷，建议使用ScheduledThreadPoolExecutor来代替。ScheduledThreadPoo