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