ThreadPoolExecutor使用

从JDK1.5开始引入了线程池，类为 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor
常用的构造方法:

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, RejectedExecutionHandler handler)

 

各个参数的意义：

corePoolSize                       保留的线程池大小，只要本线程池存在，这就是最小的线程数

maximumPoolSize               线程池的最大大小

keepAliveTime                     空闲线程被清理的超时时间

unit                                     枚举上面的keepAliveTime所用单位，用法如：TimeUnit.SECONDS

workQueue                         一个存放任务的阻塞队列，常用实现如ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue

handler                               线程池无法处理后续线程时，执行的处理策略

 

线程池的工作流程如下：

1. 线程池刚开始工作时，里面没有一个线程，队列是通过参数传入的；不过，就算队列里有任务，线程池也不会立即执行他们

2. 当调用 execute() 方法添加一个任务时，线程池会做如下判断：

a. 如果正在执行的线程数小于corePoolSize，那么马上创建线程运行这个任务；

b. 如果正在运行的线程数量大于或等于 corePoolSize，那么将这个任务放入队列；

c. 如果这时候队列满了，而且正在运行的线程数量小于 maximumPoolSize，那么还是要创建线程运行这个任务；

d. 如果队列满了，而且正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize，那么线程池会抛出异常，告诉调用者“我不能再接受任务了”。

3.当一个线程完成任务时，它会从队列中取下一个任务来执行。

4. 当一个线程无事可做，超过一定的时间（keepAliveTime）时，线程池会判断，如果当前运行的线程数大于 corePoolSize，那么这个线程就被停掉。所以线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到 corePoolSize 的大小。

这样的过程说明，并不是先加入任务就一定会先执行——假设队列大小为 10，corePoolSize 为 3，maximumPoolSize 为 6，那么当加入 20 个任务时，执行的顺序就是这样的：首先执行任务 1、2、3，然后任务 4~13 被放入队列。这时候队列满了，任务 14、15、16 会被马上执行，而任务 17~20 则会抛出异常。最终顺序是：1、2、3、14、15、16、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13。

 

了解了工作流程，看看几个参数的意义和用法：

workQueue：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

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。

handler: 线程池处理满仓状态的策略，预定义四种：

     ThreadPoolExecutor.AbortPolicy：处理程序遭到拒绝将抛出运行时RejectedExecutionException

     ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：不能执行的任务将被删除。

     ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：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。

     ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：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）。

 

下面是一个简单的使用ThreadPoolExecutor的例子:

package gss.study.thread; import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; import java.util.concurrent.TimeUnit; import gss.util.S; /** * 这个例子也可以体会ThreadLocal的作用和用法 * @author gss * */ public class Admin implements Runnable{ Worker worker = null; int no ; public Admin(Worker worker,int no) { this.worker = worker; this.no=no; } @Override public void run() { this.worker.setNo(no); this.worker.work(); } public static void main(String[] args) { //如果是以下设置，则输出为 /* pool-1-thread-1 普通参数 4 pool-1-thread-1 ThreadLocal 0 pool-1-thread-2 普通参数 1 pool-1-thread-2 ThreadLocal 1 pool-1-thread-1 普通参数 3 pool-1-thread-1 ThreadLocal 3 pool-1-thread-4 普通参数 4 pool-1-thread-4 ThreadLocal 4 pool-1-thread-5 普通参数 5 pool-1-thread-5 ThreadLocal 5 pool-1-thread-3 普通参数 2 pool-1-thread-3 ThreadLocal 2 */ //可以体会这些参数的作用，最大pool为5，队列为1，销毁时间是1s，策略是discard，则在满六个之后后面的被丢弃 // ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(3, 5, 1, TimeUnit.SECONDS, // new ArrayBlockingQueue(1), new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()); //换了策略，输出为： /* * pool-1-thread-5 普通参数 5 pool-1-thread-5 ThreadLocal 5 pool-1-thread-1 普通参数 5 pool-1-thread-1 ThreadLocal 0 pool-1-thread-3 普通参数 5 pool-1-thread-3 ThreadLocal 2 pool-1-thread-2 普通参数 5 pool-1-thread-2 ThreadLocal 1 pool-1-thread-4 普通参数 5 pool-1-thread-4 ThreadLocal 4 main 普通参数 5 main ThreadLocal 6 pool-1-thread-5 普通参数 7 pool-1-thread-5 ThreadLocal 3 pool-1-thread-1 普通参数 7 pool-1-thread-1 ThreadLocal 7 main 普通参数 7 main ThreadLocal 8 pool-1-thread-6 普通参数 9 pool-1-thread-6 ThreadLocal 9 */ //调用了主线程来完成工作，这个选项可以较好的完成 // ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(3, 5, 1, TimeUnit.MICROSECONDS, // new ArrayBlockingQueue(1), new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()); //输出为 /* * Exception in thread "main" java.util.concurrent.RejectedExecutionException at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy.rejectedExecution(ThreadPoolExecutor.java:1768) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(ThreadPoolExecutor.java:767) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:658) at gss.study.thread.Root.main(Root.java:78) pool-1-thread-3 普通参数 4 pool-1-thread-1 普通参数 4 pool-1-thread-1 ThreadLocal 0 pool-1-thread-4 普通参数 4 pool-1-thread-4 ThreadLocal 4 pool-1-thread-2 普通参数 4 pool-1-thread-2 ThreadLocal 1 pool-1-thread-5 普通参数 4 pool-1-thread-5 ThreadLocal 5 pool-1-thread-3 ThreadLocal 2 pool-1-thread-1 普通参数 3 pool-1-thread-1 ThreadLocal 3 */ //可以看到AbortPolicy的作用，抛出异常！ // ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(3, 5, 1, TimeUnit.MICROSECONDS, // new ArrayBlockingQueue(1), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); //把队列设的足够大，则都能处理 /* * pool-1-thread-3 普通参数 2 pool-1-thread-3 ThreadLocal 2 pool-1-thread-2 普通参数 2 pool-1-thread-2 ThreadLocal 1 pool-1-thread-1 普通参数 2 pool-1-thread-1 ThreadLocal 0 pool-1-thread-2 普通参数 5 pool-1-thread-2 ThreadLocal 4 pool-1-thread-1 普通参数 5 pool-1-thread-1 ThreadLocal 5 pool-1-thread-3 普通参数 5 pool-1-thread-3 ThreadLocal 3 pool-1-thread-2 普通参数 8 pool-1-thread-2 ThreadLocal 6 pool-1-thread-3 普通参数 9 pool-1-thread-3 ThreadLocal 8 pool-1-thread-1 普通参数 9 pool-1-thread-1 ThreadLocal 7 pool-1-thread-2 普通参数 9 pool-1-thread-2 ThreadLocal 9 */ //所以线程池的效果，要根据特定的应用场景选择合适的设置 ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(3, 5, 1, TimeUnit.MICROSECONDS, new ArrayBlockingQueue(100), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); Worker w = new Worker(); for (int i=0;i<10;i++) { Admin m = new Admin(w,i); tpe.execute(m); } tpe.shutdown(); } } class Worker { int no; ThreadLocal<Number> threadLocalNo = new ThreadLocal<Number>(); public int getNo() { return no; } public void setNo(int no) { this.no = no; this.threadLocalNo.set(no); } public void work() { try { Thread.currentThread().sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } S.echo(Thread.currentThread().getName()+" 普通参数 "+this.no); S.echo(Thread.currentThread().getName()+" ThreadLocal "+this.threadLocalNo.get()); } }