JAVA线程池ThreadPoolExecutor

java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor相关基础介绍和使用示例。 
[ 一 ]、常用线程池 
最常用构造方法为： 

Java代码   

1. ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,  
2.                    int maximumPoolSize,  
3.                    long keepAliveTime,  
4.                    TimeUnit unit,  
5.                    BlockingQueue<Runnable> workQueue,  
6.                    RejectedExecutionHandler handler)  

JDK自带的配置好的线程池： 

Java代码   

1. // 固定工作线程数量的线程池  
2. ExecutorService executorService1 = Executors.newFixedThreadPool(3);  
3.   
4. // 一个可缓存的线程池  
5. ExecutorService executorService2 = Executors.newCachedThreadPool();  
6.   
7. // 单线程化的Executor  
8. ExecutorService executorService3 = Executors.newSingleThreadExecutor();  
9.   
10. // 支持定时的以及周期性的任务执行  
11. ExecutorService executorService4 = Executors.newScheduledThreadPool(3);  

这些预定义好的线程池服务也是基于ThreadPoolExecutor配置的，所以我们应该从最基本的参数着手了解，如下： 

参数详细说明： 
[ 1 ]、corePoolSize： 线程池维护线程的最少数量 
[ 2 ]、maximumPoolSize：线程池维护线程的最大数量 
[ 3 ]、keepAliveTime： 线程池维护线程所允许的空闲时间 
[ 4 ]、unit： 线程池维护线程所允许的空闲时间的单位，unit可选的参数为java.util.concurrent.TimeUnit中的几个静态属性： 

• NANOSECONDS
• MICROSECONDS
• MILLISECONDS
• SECONDS

[ 5]、workQueue： 线程池所使用的缓冲队列，常用的是：java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue 
[ 6 ]、handler： 线程池对拒绝任务的处理策略，有四个选择如下： 

• ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()：抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常
• ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()：重试添加当前的任务，他会自动重复调用execute()方法
• ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()：抛弃旧的任务
• ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()：抛弃当前的任务

[ 二 ]、详细说明 
[ 1 ]、当一个任务通过execute(Runnable)方法欲添加到线程池时： 

• 如果此时线程池中的数量小于corePoolSize，即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务。
• 如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize，但是缓冲队列 workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。
• 如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量小于maximumPoolSize，建新的线程来处理被添加的任务。
• 如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于maximumPoolSize，那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。也就是：处理任务的优先级为：核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程maximumPoolSize，如果三者都满了，使用handler处理被拒绝的任务。
• 当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。这样，线程池可以动态的调整池中的线程数。

[ 2 ]、核心和最大池大小 
ThreadPoolExecutor 将根据 corePoolSize（参见 getCorePoolSize()）和 maximumPoolSize（参见 getMaximumPoolSize()）设置的边界自动调整池大小。当新任务在方法 execute(java.lang.Runnable) 中提交时，如果运行的线程少于 corePoolSize，则创建新线程来处理请求，即使其他辅助线程是空闲的。如果运行的线程多于 corePoolSize 而少于 maximumPoolSize，则仅当队列满时才创建新线程。如果设置的 corePoolSize 和 maximumPoolSize 相同，则创建了固定大小的线程池。如果将 maximumPoolSize 设置为基本的无界值（如 Integer.MAX_VALUE），则允许池适应任意数量的并发任务。在大多数情况下，核心和最大池大小仅基于构造来设置，不过也可以使用 setCorePoolSize(int) 和 setMaximumPoolSize(int) 进行动态更改。 
[ 3 ]、排队及策略 
所有 BlockingQueue 都可用于传输和保持提交的任务。可以使用此队列与池大小进行交互： 

• 如果运行的线程少于 corePoolSize，则 Executor 始终首选添加新的线程，而不进行排队。
• 如果运行的线程等于或多于 corePoolSize，则 Executor 始终首选将请求加入队列，而不添加新的线程。
• 如果无法将请求加入队列，则创建新的线程，除非创建此线程超出 maximumPoolSize，在这种情况下，任务将被拒绝。

排队有三种通用策略： 

• 直接提交。工作队列的默认选项是 SynchronousQueue，它将任务直接提交给线程而不保持它们。在此，如果不存在可用于立即运行任务的线程，则试图把任务加入队列将失败，因此会构造一个新的线程。此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集合时出现锁定。直接提交通常要求无界 maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。
• 无界队列。使用无界队列（例如，不具有预定义容量的 LinkedBlockingQueue）将导致在所有 corePoolSize 线程都忙的情况下将新任务加入队列。这样，创建的线程就不会超过 corePoolSize。（因此，maximumPoolSize 的值也就无效了。）当每个任务完全独立于其他任务，即任务执行互不影响时，适合于使用无界队列；例如，在 Web 页服务器中。这种排队可用于处理瞬态突发请求，当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。
• 有界队列。当使用有限的 maximumPoolSizes 时，有界队列（如 ArrayBlockingQueue）有助于防止资源耗尽，但是可能较难调整和控制。队列大小和最大池大小可能需要相互折衷：使用大型队列和小型池可以最大限度地降低 CPU 使用率、操作系统资源和上下文切换开销，但是可能导致人工降低吞吐量。如果任务频繁阻塞（例如，如果它们是 I/O 边界），则系统可能为超过您许可的更多线程安排时间。使用小型队列通常要求较大的池大小，CPU 使用率较高，但是可能遇到不可接受的调度开销，这样也会降低吞吐量。

[ 4 ]、拒绝任务的处理策略 （这个和参数handler设置相关） 
当 Executor 已经关闭，并且 Executor 将有限边界用于最大线程和工作队列容量，且已经饱和时，在方法 execute(java.lang.Runnable) 中提交的新任务将被拒绝。在以上两种情况下，execute 方法都将调用其 RejectedExecutionHandler 的 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution(java.lang.Runnable, java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor) 方法。下面提供了四种预定义的处理程序策略： 

• 在默认的 ThreadPoolExecutor.AbortPolicy 中，处理程序遭到拒绝将抛出运行时 RejectedExecutionException。
• 在 ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy 中，线程调用运行该任务的 execute 本身。此策略提供简单的反馈控制机制，能够减缓新任务的提交速度。
• 在 ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy 中，不能执行的任务将被删除。
• 在 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy 中，如果执行程序尚未关闭，则位于工作队列头部的任务将被删除，然后重试执行程序（如果再次失败，则重复此过程）。
• 定义和使用其他种类的 RejectedExecutionHandler 类也是可能的，但这样做需要非常小心，尤其是当策略仅用于特定容量或排队策略时。

[ 三 ]、简单示例 
JavaThreadPool.java 

Java代码   

1. package michael.thread.pool;  
2.   
3. import java.util.Date;  
4. import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;  
5. import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;  
6. import java.util.concurrent.TimeUnit;  
7.   
8.   
9. /** 
10.  * @see http://sjsky.iteye.com 
11.  * @author michael sjsky007@gmail.com 
12.  */  
13. public class JavaThreadPool {  
14.   
15.     /** 
16.      * @param args 
17.      */  
18.     public static void main(String[] args) {  
19.   
20.         ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(3, 5, 60,  
21.                 TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10),  
22.                 new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());  
23.         for (int i = 0; i < 10; i++) {  
24.             System.out.println("add job_" + i + " at:" + new Date());  
25.             SimplePrintJob job = new SimplePrintJob("job_" + i);  
26.             threadPool.execute(job);  
27.         }  
28.         System.out.println("execute all job");  
29.         threadPool.shutdown();  
30.         System.out.println("main program end-----------");  
31.     }  
32.   
33. }  

SimplePrintJob.java 

Java代码   

1. package michael.thread.pool;  
2.   
3. import java.util.Random;  
4.   
5.   
6. /** 
7.  * @see http://sjsky.iteye.com 
8.  * @author michael sjsky007@gmail.com 
9.  */  
10. public class SimplePrintJob implements Runnable {  
11.   
12.     private String jobName;  
13.   
14.     /** 
15.      * @param jobName 
16.      */  
17.     public SimplePrintJob(String jobName) {  
18.         this.jobName = jobName;  
19.     }  
20.   
21.     /** 
22.      * @see java.lang.Runnable#run() 
23.      */  
24.     public void run() {  
25.         System.out.println("[ " + jobName + " ] start...");  
26.         int random = 0;  
27.         try {  
28.             Random r = new Random();  
29.             random = r.nextInt(10);  
30.             Thread.sleep(random * 1000L);  
31.         } catch (Exception e) {  
32.             e.printStackTrace();  
33.         }  
34.         System.out.println("[ " + jobName + " ] end with sleep:" + random);  
35.     }  
36. }  

运行结果如下：

引用

add job_0 at:Sun Jun 19 00:52:02 CST 2011  
add job_1 at:Sun Jun 19 00:52:02 CST 2011  
add job_2 at:Sun Jun 19 00:52:02 CST 2011  
[ job_0 ] start...  
add job_3 at:Sun Jun 19 00:52:02 CST 2011  
add job_4 at:Sun Jun 19 00:52:02 CST 2011  
add job_5 at:Sun Jun 19 00:52:02 CST 2011  
add job_6 at:Sun Jun 19 00:52:02 CST 2011  
add job_7 at:Sun Jun 19 00:52:02 CST 2011  
add job_8 at:Sun Jun 19 00:52:02 CST 2011  
add job_9 at:Sun Jun 19 00:52:02 CST 2011  
execute all job  
[ job_2 ] start...  
[ job_0 ] end with sleep:0  
[ job_3 ] start...  
[ job_2 ] end with sleep:0  
[ job_4 ] start...  
main program end-----------  
[ job_1 ] start...  
[ job_4 ] end with sleep:1  
[ job_5 ] start...  
[ job_5 ] end with sleep:6  
[ job_6 ] start...  
[ job_1 ] end with sleep:7  
[ job_7 ] start...  
[ job_3 ] end with sleep:8  
[ job_8 ] start...  
[ job_6 ] end with sleep:4  
[ job_9 ] start...  
[ job_7 ] end with sleep:6  
[ job_8 ] end with sleep:7  
[ job_9 ] end with sleep:5  

我们可以自己更改 RejectedExecutionHandler handler这个参数，来观察运行结果会有什么不同。 


转载请注明来自：Michael's blog @ http://sjsky.iteye.com 

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