Java多线程（26）——JUC——线程池excutors系列（1）——线程池概述、自己实现一个线程池、jdk中实现的线程池的架构

目录

1.线程池概述

1.1 线程池产生的背景

1.2 什么是线程池？

1.3 使用线程池的好处

1.4 线程池的主要特点

2.自己实现一个线程池

2.1 实现线程池的通用规则

2.2 实现代码

3.线程池的架构

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1.线程池概述

1.1 线程池产生的背景

• 当我们去创建每个线程的时候，都需要为它去分配内存，如虚拟机栈，程序计数器，本地方法栈等，所以创建的过程时间消耗是比较大的
• 当线程使用结束，如run方法执行结束，结束的时候，又要进行垃圾回收，又是大的时间消耗
• 当再执行到另一个单元的时候，又需要多个线程的时候，又重新经历从创建线程，到使用完销毁线程的过程，重复创建和销毁的这两个过程导致效率上的消耗
• 所以，我们思考有没有一种办法使得线程可以复用，就是执行完一个任务，并不被销毁，而是可以继续执行其他的任务，所以就诞生了线程池

1.2 什么是线程池？

• 线程池：其实就是一个容纳多个线程的容器，其中的线程可以反复使用，省去了频繁创建线程对象的操作，无需反复创建线程而消耗过多资源。

线程池的工作原理：

• 线程池做的工作主要是控制运行的线程数量，处理过程中将任务放入队列，然后在线程创建后启动这些任务，如果任务数量超过了线程的最大数量，超出数量的任务排队等候，等其他某个任务执行完毕，归还回线程池，再从线程池中获取线程，执行任务

1.3 使用线程池的好处

合理利用线程池能够带来三个好处：

• 1. 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的消耗。
• 2. 提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。
• 3. 提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会影响系统稳定性，使用线程池可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。 即使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控

1.4 线程池的主要特点

• 线程复用
• 控制最大并发数
• 管理线程

2.自己实现一个线程池

2.1 实现线程池的通用规则

我们先来看一下，自己实现一个线程池有哪些通用的规则？

• 1.任务队列
  • 提交的任务，存放在任务队列中
• 2.拒绝策略
  • 向任务队列提交任务的时候不能无限多，当处理不过来了，就要通过一定方式进行拒绝
  • 实现拒绝策略有以下方式
    • 抛出异常，
    • 直接丢弃，
    • 阻塞，
    • 放到临时队列
• 3.初始化值init（min）
• 4.活跃值active
• 5.线程池中最大个数max
  • 线程池不能一味增大，否则会栈溢出
  • min   <=   active   <=  max
  • 比如开始的时候创建两个线程（min=2），如果两个线程不够执行任务，那就尝试扩充一下线程，扩充到active，如果active还是满足不了，就扩充到最大值max，如果最大值满足不了，里面的任务就加到任务队列中，如果任务队列都放不下，那就执行决绝策略
  • 当过了一个顶峰期（即一下子来了大量任务，让线程使用到了max），活跃线程就没那么频繁了，不能让应用一直维持在max的活跃线程，应用的上下文切换也是不小的损失，所以就需要减少线程
• 6.一些提供线程池的还提供异步任务和批量任务

2.2 实现代码

 

 

 

 

3.线程池的架构

• Executor：线程池的最上层接口，只有一个execute（Runnable）方法，用于提交任务

• ExecutorService：提供了线程池管理的上层接口，如线程池的销毁、任务提交、异步任务提交。

• ScheduledExecutorService：提供任务定时或周期执行方法的 ExecutorService。

• AbstractExecutorService：为 ExecutorService 的任务提交方法提供了默认实现。

• ThreadPoolExecutor：线程池的核心类，提供线程和任务的调度策略。我们大量时间会与这个类打交道
• ScheduledThreadPoolExecutor：属于线程池的一种，它可以允许任务延迟或周期执行，类似java的Timer。
• ForkJoinPool：JDK1.7加入的成员，也是线程池的一种。只允许执行 ForkJoinTask 任务，它是为那些能够被递归地拆解成子任务的工作类型量身设计的。其目的在于能够使用所有可用的运算资源来提升应用性能。
• Executors：创建各种线程池的工具类，通过命名我们想到了Object的工具类是Objects，Array的工具类是Arrays，Collection的工具类是Collections，所以线程池Excutor的工具类是Excutors