线程数量的设计问题,以及线程池的创建

本文探讨了如何根据任务类型设置线程数量,对于CPU密集型任务建议线程数=核心数N+1,IO密集型任务则推荐线程数=核心数N*2+1。在实际应用中,线程数应考虑任务的CPU时间和等待时间。Java中创建线程池主要通过Executors工厂方法或直接使用ThreadPoolExecutor。线程池的核心参数包括:corePoolSize(核心池大小)、maximumPoolSize(最大线程数)、keepAliveTime(空闲线程存活时间)和workQueue(阻塞队列)。线程池的拒绝策略也在调整线程数量时需考虑。

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cpu密集型的任务 一般设置 线程数 = 核心数N + 1

 

io密集型的任务 一般设置 线程数 = 核心数N*2 + 1

 

如果都存在,则分开两个线程池

 

实际应用中 线程数 = ((线程CPU时间+线程等待时间)/ 线程CPU时间 ) * 核心数N

java中创建线程池的方式一般有两种:

  • 通过Executors工厂方法创建
    package com.javaBase.LineDistancePond;
    
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
    /**
     * 〈一句话功能简述〉;
     * 〈功能详细描述〉
     *
     * @author jxx
     * @see [相关类/方法](可选)
     * @since [产品/模块版本] (可选)
     */
    public class TestThreadPoolExecutor {
    
        public static void main(String[] args) {
            //创建使用单个线程的线程池
            ExecutorService es1 = Executors.newSingleThreadExecutor();
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                es1.submit(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行任务");
                    }
                });
            }
            //创建使用固定线程数的线程池
            ExecutorService es2 = Executors.newFixedThreadPool(3);
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                es2.submit(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行任务");
                    }
                });
            }
            //创建一个会根据需要创建新线程的线程池
            ExecutorService es3 = Executors.newCachedThreadPool();
            for (int i = 0; i < 20; i++) {
                es3.submit(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行任务");
                    }
                });
            }
            //创建拥有固定线程数量的定时线程任务的线程池
            ScheduledExecutorService es4 = Executors.newScheduledThreadPool(2);
            System.out.println("时间:" + System.currentTimeMillis());
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                es4.schedule(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        System.out.println("时间:"+System.currentTimeMillis()+"--"+Thread.currentThread().getName() + "正在执行任务");
                    }
                },3, TimeUnit.SECONDS);
            }
            //创建只有一个线程的定时线程任务的线程池
            ScheduledExecutorService es5 = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
            System.out.println("时间:" + System.currentTimeMillis());
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                es5.schedule(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        System.out.println("时间:"+System.currentTimeMillis()+"--"+Thread.currentThread().getName() + "正在执行任务");
                    }
                },3, TimeUnit.SECONDS);
            }
        }
    }
  • 通过new ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue)自定义创建

    new ThreadPoolExecutor()自定义创建

    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler) ;

    corePoolSize:核心池的大小,这个参数跟后面讲述的线程池的实现原理有非常大的关系。在创建了线程池后,默认情况下,线程池中并没有任何线程,而是等待有任务到来才创建线程去执行任务,除非调用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法,从这2个方法的名字就可以看出,是预创建线程的意思,即在没有任务到来之前就创建corePoolSize个线程或者一个线程。默认情况下,在创建了线程池后,线程池中的线程数为0,当有任务来之后,就会创建一个线程去执行任务,当线程池中的线程数目达到corePoolSize后,就会把到达的任务放到缓存队列当中;

    maximumPoolSize:线程池最大线程数,这个参数也是一个非常重要的参数,它表示在线程池中最多能创建多少个线程;

    keepAliveTime:表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。默认情况下,只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时,keepAliveTime才会起作用,直到线程池中的线程数不大于corePoolSize,即当线程池中的线程数大于corePoolSize时,如果一个线程空闲的时间达到keepAliveTime,则会终止,直到线程池中的线程数不超过corePoolSize。但是如果调用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法,在线程池中的线程数不大于corePoolSize时,keepAliveTime参数也会起作用,直到线程池中的线程数为0;

    unit:参数keepAliveTime的时间单位,有7种取值,在TimeUnit类中有7种静态属性:

     

    TimeUnit.DAYS;               //天
    TimeUnit.HOURS;             //小时
    TimeUnit.MINUTES;           //分钟
    TimeUnit.SECONDS;           //秒
    TimeUnit.MILLISECONDS;      //毫秒
    TimeUnit.MICROSECONDS;      //微妙
    TimeUnit.NANOSECONDS;       //纳秒

     

    workQueue:一个阻塞队列,用来存储等待执行的任务,这个参数的选择也很重要,会对线程池的运行过程产生重大影响,一般来说,这里的阻塞队列有以下几种选择:

    ArrayBlockingQueue
    LinkedBlockingQueue
    SynchronousQueue
    PriorityBlockingQueue

    ArrayBlockingQueue和PriorityBlockingQueue使用较少,一般使用LinkedBlockingQueue和SynchronousQueue。线程池的排队策略与BlockingQueue有关。

    threadFactory: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做些更有意义的事情,比如设置daemon和优先级等等
    handler:表示当拒绝处理任务时的策略,有以下四种取值:

    1、AbortPolicy:直接抛出异常。
    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。
    5、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
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