线程池详解

最新推荐文章于 2025-03-06 19:52:08 发布

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分类专栏： JUC 文章标签： java juc 线程池

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一. 线程池的好处

降低资源消耗。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，任务可以不需要等待线程的创建就能直接执行。
增加线程的可管理性。线程是稀缺资源，使用线程池进行同一个的分配，调优和监控。

二. 线程池的七个参数

线程池的七个参数

corePoolSize（线程池的基本大小）：线程池维护的一个最小线程数量。一旦创建出来，只要不大于corePoolSize数量，就算线程处于空闲也不会被销毁。这个参数就是线程池的最小线程数量。
maximumPoolSize（线程池最大数量）：一个任务被提交到线程池后，首先会找到空闲存活的线程，如果有，则直接将任务交给空闲线程来执行；如果没有，则会缓存到工作队列中，如果工作队列满了，才会创建一个新的线程，新创建的线程会直接执行新加入的任务，然后再去找工作队列的头部任务，但是线程池不会无限的创建线程，它会有一个最大的线程数量，这个参数就是决定线程池创建的线程最大数量。
keepAliveTime（空闲线程存活时间）：如果线程处于空闲状态，且当前线程数量大于corePoolSize的最小线程数量，那么过了这个参数指定的时间后，这些空闲的线程就会被销毁。
unit（空闲线程存活的单位）：就是keepAliveTime的时间单位。
workQueue（工作队列）：任务被提交后，如果线程数量大于corePoolSize，则会先进入工作队列中，任务调度时再从队列中取出，jdk提供四种工作队列：
- ArrayBlockingQueue：基础数组的有界阻塞队列，按FIFO排序。当任务被提交后，如果线程数量大于等于corePoolSize，则会将任务放入队尾，等待被调度。如果队列满了，如果线程数量少于maximumPoolSize则会创建新的线程，拿取队头的任务执行；如果队列满了，且线程数量到达maximumPoolSize，则会执行拒绝策略。
- LinkBlockingQueue：基于链表的无界阻塞队列（默认最大容量是Interger.MAX），按FIFO排序，由于队列近似无界，所以当线程池中的线程数量大于corePoolSize后，再有新任务进来时，会一直加入工作队列，而不会创建新的线程，所以该工作队列，maximumPoolSize没有作用。
- SynchronousQueue：一个不缓存任务的阻塞队列，生产者放入任务就必须等待消费者取出任务。如果没有可用的线程，则会创建新地新城，如果线程数量达到maxPoolSize，则会执行拒绝策略。
- PriorityBlockingQueue：一个具有优先级的无限阻塞队列。
threadFactory（线程工厂）：创建一个新线程时用的工厂，可以用来设定线程名。
handler（拒绝策略）：当工作队列的任务达到最大，并且线程池无法再创建新的线程取出任务的时候，则会执行拒绝策略，策略默认是AbortPolicy。jdk提供4种拒绝策略
- CallerRunsPolicy：在该策略下，调用者线程中直接执行被拒绝任务的run方法，除非线程池已经shutdown，则直接抛弃任务。
- AbortPolicy：在该策略下，直接丢弃任务，并抛出RejectedExecutionException异常。
- DiscardPolicy：在该策略下，直接丢弃任务，什么都不做。
- DiscardOldestPolicy：在该策略下，抛弃进入队列最早的那个任务，也就是第二个任务，然后尝试把这次拒绝的任务放入队列。

三. Executors 4种创建线程池的方法

newFixedThreadPool：固定线程数量的线程池。corePoolSize = maximumPoolSize， keepAliveTime为0，工作队列使用无界的LinkedBlockingQueue。使用于为了满足资源管理的需求，而需要限制当前线程数量的场景，适用于负载比较重的服务器。
newSingleThreadExecutor：只有一个线程的线程池。corePoolSize = maximumPoolSize = 1，keepAliveTime为0，工作队列使用无界的LinkedBlockingQueue。适用于需要保证循序的执行各个任务的场景。
newCachedThreadPool：按需要创建新线程的线程池。核心线程数为0，最大线程数为Integer.MAX_VALUE，keepAliveTime为60秒，工作队列使用同步移交SynchronousQueue。该线程池可以无限扩展，当需求增加时，可以添加新的线程，而当需求降低时会自动回收空闲线程。适用于执行很多的短期异步任务，或者是负载较轻的服务器。
newScheduledThreadPool：创建一个以延迟或定时的方式啦执行任务的线程池，工作队列是为DelayedWorkQueue，适用于需要多个后台线程执行周期任务。

三. 线程池的5种状态

线程池的五种状态

RUNNING：接受任务并处理排队的任务。
SHUTDOWN：不接受新任务，但处理排队的任务。
STOP：不接受新任务，不处理排队的任务，并中断正在进行的任务。
TIDYING：所有任务都已终止，workerCount为零，线程转换到TIDYING状态将运行terminated()钩子方法。
TERMINATED：terminated()已完成。

1. 状态之间的转换

在这里插入图片描述

2. 线程池ctl属性的底层含义

既然说到了线程池的状态，必然少不了其底层状态和线程数量是如何存储的。

ctl是一个打包两个概念字段的原子整数。

workerCount：指示线程的有效数量；
runState：指示线程池的运行状态，有RUNNING，SHUTDOWN，STOP，TIDYING，TERMINATED状态。

int有32位，其中ctl的低29位用于表示workerCount，高3位表示runState。

在这里插入图片描述
下面我们看看源码：

private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3; // 29
private static final int CAPACITY   = (1 << COUNT_BITS) - 1;// 代码块1

// runState is stored in the high-order bits
private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;
private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;
private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;
private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;
private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;

// Packing and unpacking ctl
private static int runStateOf(int c)     { return c & ~CAPACITY; }//代码块2
private static int workerCountOf(int c)  { return c & CAPACITY; }//代码块3
private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }//代码块4