Java并发编程的艺术读书笔记（第九章）

第九章-Java中的线程池

Java中的线程池

• 降低资源消耗

  通过重复利用以创建的线程降低线程创建和销毁造成的损耗

• 提高响应速度

  当任务到达时，任务可以不要等到 ***线程创建***就能进行

• 提高线程的可管理性

  可以统一调优、分配、监控

工作原理

==>任务到达线程池
if（线程数量 <= corePoolSize){
	创建线程执行任务
} else if(任务队列满了 && 线程数量 < maximumPoolSize){
	创建线程执行任务
} else {
	按照执行策略执行
}

在创建线程时线程池都需要获取全局锁，所以为了避免性能的损耗线程池一般会预热，知道数量大于等于corePoolSize。

线程池的使用

线程池的创建

通过ThreadPoolExecutor创建

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

• corePoolSize（核心线程池大小）：当提交一个任务到线程池时，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（线程池最大大小）：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。

• ThreadFactory：用于设置创建线程的工厂。 默认使用Executors内部类DefaultThreadFactory，可以通过实现ThreadFactory接口，写自己的Factory，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，Debug和定位问题时非常又帮助；

• 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，可以调大这个时间，提高线程的利用率。

• TimeUnit（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)和毫微秒(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。

  1.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。
  2.LinkedBlockingQueue：一个基于链表结构的阻塞队列，此队列按FIFO （先进先出） 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。
  3.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LinkedBlockingQueue，静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。
  4.PriorityBlockingQueue：一个具有优先级得无限阻塞队列。
  
  

• RejectedExecutionHandler（饱和策略）：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。以下是提供的四种策略。
  1.AbortPolicy：直接抛出异常。默认策略
  2.CallerRunsPolicy：只用调用者所在线程来运行任务。
  3.DiscardOldestPolicy：丢弃队列里最近的一个任务，并执行当前任务。
  4.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不能处理的任务。
  
  

生成大小固定的线程池：

new ThreadPoolExecutor(10, 10, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());

ThreadPoolExecutor 里采用等任务队列是 LinkedBlockingQueue。由上节我们知道 LinkedBlockingQueue是一个无界队列，所以任务永远不会出现满等状态，所以可以无限的添加任务知道内存溢出。

如果我们无界队列换成有界队列呢
如 缓存线程池，它的实现:

new ThreadPoolExecutor(0,Integer.MAX_VALUE,60L, TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<Runnable>());

这时按照上面的原理，当任务队列满的时候，线程池将会无限的创建线程，知道栈溢出。也就是说在创建上面的线程池时 参数corePoolSize是无效的。

合理的配置线程池

• CPU密集型
  • N（cpu） + 1 个线程
• IO密集型
  • 2 * N（cpu）
• 如果是混合型的话可以将其拆分执行

N（cpu） = Runtime.getRuntime().availableProcessors();//获得CPU个数

建议使用有界队列避免溢出

线程池的监控

• taskCount 线程池所需要执行的任务数量
• completedTaskCount 线程池在运行过程中已完成的任务数量（小于等于taskCount）
• largestPoolSize 线程池里曾创建过的最大线程数量
• getPoolSize 线程池的线程数量
• getActiveCount 获取活动的线程数

如何监控？
通过继承线程池在自定义线程池，重写线程池的方法进行监控

• beforeExecute()任务执行前
• afterExecute() 任务执行后
• terminated() 线程池关闭前