线程池详解

本文围绕Java手动创建线程池展开,介绍了线程池构造方法参数、添加线程规则、任务存储工作队列。详细讲解了几种常见线程池,如固定、单一、可缓存、定时线程池。还提及线程数量设置、停止和暂停恢复方法、实现原理、拒绝策略,最后强调使用注意事项。

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手动创建线程池方法及参数

//手动创建线程池
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2,5,
        3,TimeUnit.SECONDS,
        new LinkedBlockingQueue<>(),
        new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          RejectedExecutionHandler handler) {
    this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
         Executors.defaultThreadFactory(), handler);
}

一、线程池构造方法的参数

二、添加线程的规则

三、任务存储工作队列

 四、手动创建线程池

 1.newFixedThreadPool 固定线程池(核心线程数=最大线程数,队列满后无法增加线程)

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

  创建一个线程池,指定线程数量5,默认使用无界队列LinkedBlockingQueue,大量任务执行未完成的情况下,可能会造成OOM内存溢出异常。

 2.newSingleThreadExecutor  单一线程池

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

与newFixedThreadPool类似,只是线程数量固定为1,同样使用无界队列,大量任务同样造成OOM内存溢出正常。

3.newCachedThreadPool 可缓存线程池(可自动回收空闲线程,队列没有容量)

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}

 无界线程数量,直接交换队列,线程存活默认60s自动回收,可能会创建数量特别多的线程导致OOM内存溢出异常。

4.newScheduledThreadPool 定时线程池(周期性任务执行,使用延迟队列DelayedWorkQueue)

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
          new DelayedWorkQueue());
}

如:

ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(10);
//10s后开始执行一次任务,需手动关闭
threadPool.schedule(new Task(),10, TimeUnit.SECONDS);
//第一次1s后执行,后面每3s执行一次
threadPool.scheduleAtFixedRate(new Task(),1,3,TimeUnit.SECONDS);

五、线程池线程数量设置多少合适(最佳:不同程序做不同的压测得出最优线程数量)

六、停止线程池的正确方法

1.shutdown 存量任务和当前任务执行完毕后线程关闭,不再接收新任务

2.isShutdown获取当前线程池的开启关闭状态

3.isTerminated获取线程池是否真正已停止

4.awaitTermination监测时间范围内线程是否运行完毕

5.shutdownNow 立刻停止线程

七、线程池的暂停和恢复

钩子函数beforeExecute

八、 线程池的实现原理,源码分析

线程池的组成部分:线程池管理器、工作线程、任务队列、任务接口(Task)

runWorker只要Runnable任务不为空就会一直执行

九、线程池任务的拒绝策略

拒绝策略提供顶级接口 RejectedExecutionHandler ,其中方法 rejectedExecution 即定制具体的拒绝策略的执行逻辑。
jdk默认提供了四种拒绝策略:

  • AbortPolicy - 丢弃任务,并抛出拒绝执行 RejectedExecutionException 异常信息。线程池默认的拒绝策略。必须处理好抛出的异常,否则会打断当前的执行流程,影响后续的任务执行
  • CallerRunsPolicy - 当触发拒绝策略,只要线程池没有关闭的话,则使用调用线程直接运行任务。一般并发比较小,性能要求不高,不允许失败。但是,由于调用者自己运行任务,如果任务提交速度过快,可能导致程序阻塞,性能效率上必然的损失较大
  • DiscardPolicy - 直接丢弃,其他啥都没有
  • DiscardOldestPolicy - 当触发拒绝策略,只要线程池没有关闭的话,丢弃阻塞队列 workQueue 中最老的一个任务,并将新任务加入

十、线程池状态和使用注意

注意: 

手动创建线程池,避免风险;线程数设置合理;考虑多个线程池间的影响

 

### Java 线程池详解 #### 创建线程池的方式 Java 提供了几种创建线程池的方法,最常用的是通过 `Executors` 工厂类来获取预配置好的线程池实例。然而,在实际项目中更推荐使用 `ThreadPoolExecutor` 构造器来自定义参数,以获得更好的灵活性和性能控制[^1]。 ```java // 不推荐的做法:固定大小的缓存线程池可能导致资源浪费或耗尽 ExecutorService cachedPool = Executors.newCachedThreadPool(); // 推荐做法:自定义 ThreadPoolExecutor 参数设置 ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("demo-pool-%d").build(); ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor( corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, TimeUnit.SECONDS, workQueue, namedThreadFactory); ``` #### 关键组件说明 - **核心线程数 (`corePoolSize`)** 定义了即使处于空闲状态也会被保留在线程池中的最小线程数量。 - **最大线程数 (`maximumPoolSize`)** 设置允许的最大活动线程数目;当现有任务队列已满而又有新的提交任务时才会触发扩容至该上限。 - **存活时间 (`keepAliveTime`)** 非核心线程闲置后的自动回收等待周期长度。 - **阻塞队列 (`workQueue`)** 存储待处理的任务对象集合,不同类型的队列会影响吞吐量表现及拒绝策略行为。 - **线程工厂 (`threadFactory`)** 负责生产新线程实体,默认实现较为简单,通常建议开发者根据应用场景定制化命名规则以便于调试跟踪。 #### 常见错误与优化技巧 忽视对线程池内部运行状况监控是常见的失误之一。应当定期审查并调整相关参数,确保其适应当前负载需求变化趋势。另外需要注意捕获未预见异常情形下的恢复机制设计,防止因个别失败案例影响整体服务稳定性[^2]。 #### 实践指南 对于Web容器如Tomcat而言,内置有经过优化过的专用线程管理模块用于支撑高并发请求场景下高效运作的要求。尽管如此,了解基础概念仍然有助于更好地理解框架底层运作机理,并能在必要时候做出针对性调优措施。
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