java线程池

最新推荐文章于 2025-02-28 22:23:46 发布

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分类专栏： java基础文章标签：线程池原理

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降低资源消耗. 线程池通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗.
提高响应速度. 当任务到达时,任务不需要等待线程创建,可以立即执行
提高线程的管理性. 线程是稀缺资源,如果无限制的创建,不仅会消耗系统资源,而且会降低系统的稳定性. 使用线程池可以对线程统一分配,调优和监控

线程池的实现原理

当任务被提交后, 线程池先查看核心线程(正式员工)是否都在运行任务. 如果核心线程数没有被占满(正式员工招聘名额有剩余),那么创建一个线程(招聘一个正式员工)来执行任务,
如果核心线程数被占满了(正式员工数量到到饱和), 线程池会判断任务队列是否已满(等待处理的任务是否饱和), 如果没有饱和, 那么将这个任务放进队列, 等待线程处理
如果任务队列已满(等待处理的任务已经饱和), 线程池会判断该线程池中允许创建的最大线程数(正式员工+临时员工), 如果线程数没有达到最大线程数, 那么创建一个线程(招聘一个临时员工)来执行任务
如果线程池的线程数已经达到最大线程数, 那么该任务就会被设置的拒绝策略处理

二. java线程池的使用

创建线程池

早些时候创建线程池,我们一般使用创建线程池的工具类Executors

// 创建一个固定线程核心数为1, 最大线程数为1 的线程池
ExecutorService executorService1 = Executors.newSingleThreadExecutor();
// 创建一个固定线程核心数为n, 最大线程数为n 的线程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(4);
// 创建一个可缓存线程池, 线程核心数不固定, 线程空闲时间为60秒
ExecutorService executorService2 = Executors.newCachedThreadPool();
// 创建一个可以定时和周期性处理任务的线程池, 核心线程数为n, 最大线程数不固定
ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(4);

为了更加明确线程池的运行规则, 规避资源耗尽的风险, 应该使用ThreadPoolExecutor

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

corePoolSize(核心线程数):当提交一个任务到线程池时，如果当前poolSize<corePoolSize时，线程池会创建一个线程来执行任务，即使其他空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程，等到需要执行的任务数大于线程池基本大小时就不再创建。如果调用了线程池的prestartAllCoreThreads()方法，线程池会提前创建并启动所有基本线程。
maximumPoolSize(最大线程数):线程池允许创建的最大线程数。如果队列满了，并且已创建的线程数小于最大线程数，则线程池会再创建新的线程执行任务。值得注意的是，如果使用了无界的任务队列这个参数就没什么效果。
keepAliveTime(线程活动保持时间):线程池的工作线程空闲后，保持存活的时间。所以，如果任务很多，并且每个任务执行的时间比较短，可以调大时间，提高线程的利用率。
unit(线程活动保持时间的单位):可选的单位有天（DAYS）、小时（HOURS）、分钟（MINUTES）、毫秒（MILLISECONDS）、微秒（MICROSECONDS，千分之一毫秒）和纳秒（NANOSECONDS，千分之一微秒）。
workQueue(任务队列):用于保存等待执行的任务的阻塞队列。可以选择以下几个阻塞队列。

ArrayBlockingQueue：是一个基于数组结构的有界阻塞队列，此队列按FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。
LinkedBlockingQueue：一个基于链表结构的阻塞队列，此队列按FIFO排序元素，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool()使用了这个队列。
SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于Linked-BlockingQueue，静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。
PriorityBlockingQueue：一个具有优先级的无限阻塞队列

threadFactory(创建线程的工厂):用于设置创建线程的工厂，可以通过线程工厂给每个创建出来的线程设置更有意义的名字。使用开源框架guava提供的ThreadFactoryBuilder可以快速给线程池里的线
程设置有意义的名字
handler(饱和策略或者叫拒绝策略):当队列和线程池都满了，说明线程池处于饱和状态，那么必须采取一种策略处理提交的新任务。这个策略默认情况下是AbortPolicy，表示无法处理新任务时抛出异常。在JDK 1.5中Java线程池框架提供了以下4种策略。

AbortPolicy：直接抛出异常。
CallerRunsPolicy：只用调用者所在线程来运行任务。
DiscardOldestPolicy：丢弃队列里最近的一个任务，并执行当前任务。
DiscardPolicy：不处理，丢弃掉。
当然，也可以根据应用场景需要来实现RejectedExecutionHandler接口自定义策略。如记录日志或持久化存储不能处理的任务。

向线程池提交任务

可以使用两个方法向线程池提交任务，分别为execute()和submit()方法。这两个方法的区别就是，execute()用于提交不需要返回值的任务，submit()方法用于提交需要返回值的任务

execute方法：
execute()方法用于提交不需要返回值的任务，所以无法判断任务是否被线程池执行成功。通过以下代码可知execute()方法输入的任务是一个Runnable类的实例。
submit方法：
线程池会返回一个future类型的对象，通过这个future对象可以判断任务是否执行成功，并且可以通过future的get()方法来获取返回值，get()方
法会阻塞当前线程直到任务完成，而使用get（long timeout，TimeUnit unit）方法则会阻塞当前线程一段时间后立即返回，这时候有可能任务没有执行完。

关闭线程池

可以通过调用线程池的shutdown或shutdownNow方法来关闭线程池。

原理:
遍历线程池中的工作线程，然后逐个调用线程的interrupt方法来中断线程，所以无法响应中断的任务可能永远无法终止。
区别:
shutdownNow首先将线程池的状态设置成STOP，然后尝试停止所有的正在执行或暂停任务的线程，并返回等待执行任务的列表.
shutdown只是将线程池的状态设置成SHUTDOWN状态，然后中断所有没有正在执行任务的线程。
只要调用了这两个关闭方法中的任意一个，isShutdown方法就会返回true。
当所有的任务都已关闭后，才表示线程池关闭成功，这时调用isTerminaed方法会返回true。
至于应该调用哪一种方法来关闭线程池，应该由提交到线程池的任务特性决定，通常调shutdown方法来关闭线程池，如果任务不一定要执行完，则可以调用shutdownNow方法。