Java中的线程池是运用场景最多的并发框架,几乎所有需要异步或并发执行任务的程序都可以使用线程池。在开发过程中,
合理地使用线程池能够带来3个好处。
第一: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。
第二:提高响应速度。当前任务到达时,任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。
第三:提高线程的可管理性。线程是稀缺资源,如果无限制地创建,不仅会消耗系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线
程池可以进行统一分配、调优和监控。但是,要做到合理利用线程池,必须对其实现原理了如指掌。
线程池的实现原理
1)线程池判断核心线程池里的线程是否都在执行任务。如果不是,则创建一个新的工作线程来执行任务。如果核心线程池里
的线程都在执行任务,则进入下个流程。
2)线程池判断工作队列是否已满。如果工作队列没有满,则将新提交任务存储在这个工作队列里。如果工作队列满了,则进
入下个流程。
3)线程池判断线程池的线程是否都处于工作状态。如果没有创建一个新的工作线程来执行任务。如果已经满了,则交给饱和
策略来处理这个任务。
合理地配置线程池
要想合理地配置线程池,就必须首先分析任务特性,可以从以下几个角度来分析。
任务的性质:cpu密集型任务、IO密集型任务和混合型任务。
任务优先级:高、中和低。
任务执行时间:长、中和短。
任务的依赖性:是否依赖其他系统资源,如数据连接。
性质不同的任务可以用不同规模的线程池分开处理。CPU密集型任务应配置尽可能小的线程,如配置N(cpu)+1个线程的线程池
。由于IO密集型任务线程并不是一直在执行任务,则应配置尽可能多的线程,如2*N(cpu)。混合型的任务,如果可以拆分,
将其拆分成一个cpu密集型任务和一个IO密集型任务,只要这两个任务执行的时间相差不是太大,那么分解后执行的吞吐量将
高于串行执行的吞吐量。如果这两个任务执行时间相差太大,则没必要进行分解。可以通过Runtime.getRuntime
().availableProcessors()方法获得当前设备的cpu个数。
优先级不同的任务可以使用优先级队列PriorityBlockingQueue处理。它可以让优先级高的任务先执行。
注意:如果一直有优先级高的任务提交到队列里,那么优先级低的任务可能永远不能执行。
执行时间不同的任务可以交给不同规模的线程池处理,或者可以使用优先级队列,让执行时间短的任务执行。
依赖数据库连接池的任务,因为线程提交SQL后需要等待数据库返回结果,等待的时间越长,则CPU空闲时间越长那么线程数
应该设置得越大,这样才能更好地利用CPU。
建议使用有界队列。有界队列能增加系统的稳定性和预警能力,可以根据需要设大一点儿,比如几千。
线程池的监控
如果在系统中大量使用线程池,则有必要对线程池进行监控,方便在出现问题时,可以根据线程池的使用状况快速定位问题
。可以通过线程池提供的参数进行监控,在监控线程池的时候可以使用以下属性。
taskCount:线程池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,小雨或等于taskCount。
largestPoolSize:线程池里曾经创建过的最大线程数量。通过这个数可以知道线程池是否曾经满过。如该数值等于线程池的
最大大小,则表示线程池曾经满过。
getPoolSize:线程池的线程数量。如果线程池不销毁的话,线程池里的线程不会自动销毁,所以这个大小只增不减。
getActiveCount:获取活动的线程数。
通过扩展线程池进行监控。可以通过继承线程池来自定义线程池,重写线程池的beforeExecute、afterExecute和terminated
方法,也可以在任务执行前、执行后和线程池关闭前执行一些代码来进行监控。例如,监控任务的平均执行时间、最大执行
时间和最小执行时间等。这几个方法在线程池里是空方法。
protected void beforeExecute(Thread t,Runnable r){}