Java线程池

最新推荐文章于 2025-01-26 10:23:00 发布
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#Java线程 #Java线程池

Java线程池

一.为什么使用线程池？

  • 降低资源的消耗。通过重复利用已创建线程降低线程创建，销毁线程造成的消耗；
  • 提高效应速度。当任务到达时，任务可以不需要等待线程的创建就能立即执行；
  • 提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限的创建，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的分配、调优和监控。

二.  Java提供的线程池

Java提供五种线程池，如下所示：

Executors线程类工程说明
newCachedThreadPool()创建可缓存线程池，系统根据需要创建线程池，这些线程将缓存到线程池中。
newFixedThreadPool()

创建一个可重用的、具有固定线程数的线程池。

newSingleThreadExecutor()创建一个只有单线程的线程池，它相当于调用newFixedThreadPool(1),保证所有的任务都是按照顺序执行。
newScheduledThreadPool()创建指定的线程数的线程池，它可以在制定延迟后执行任务。corePoolSize 指池中
newSingleThreadScheduleExecutor()创建只有一个线程的线程池，，它可以在指定延迟后执行线程任务。

三.ThreadPoolExecutor线程池参数详解

参数名称说明
corePoolSize核心线程数量，线程池维护线程最少数量
maxinumPoolSize线程池维护线程的最大数量
KeepAliveTime线程池除了核心线程外的其他线程的最长的空闲时间，超过该时间的空闲线程会被销毁
unitkeepAliaveTime的单位，TimeUnit中的几个静态属性：NANOSECODES MICROSECONDS   MILLSECONDS   SECONDS
workQueue 线程池所使用的任务缓冲队列
threadFactory线程工厂，用于创建线程，一般用默认的即可
handler线程池拒绝任务的处理策略

 四.线程池的执行

  1. 添加执行任务
  • submit() 该方法返回一个Future对象，可执行带返回值的线程；或者执行想随时可以取消的线程。Future 对象的get()方法获取返回值。 Future 对象的cancel（true/false）取消任务，未开始或已完成返回false,参数表示是否中断执行中的线程。
  • execute()没有返回值。

    2.线程池任务的提交过程

    2.1.如果此时线程池中的数量小于corePoolSize,即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务；

    2.2.如果此时线程池中的数量等于corePoolSize，但是缓冲队列workqueue未满，那么任务被放入缓冲队列；

    2.3.如果此时线程池的数量大于等于corePoolSize，缓冲队列workQueue已满，并且线程池中的数量小于maximumPoolSize,创建新的线程来处理被添加的任务；

    2.4.如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池的线程数量等于maximumPoolSize,则通过handler所指定的策略来处理此任务；

    2.5.当线程池中的线程数量大于corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime,线程将被终止。这样子,线程池可以动态的调整线程池中的线程数量。

总的处理过程是：先调动核心线程corePoolSize ->任务队列workqueue、最大线程maximumPoolSize，如果三者都满了，使用handler处理被拒绝的任务；

3.handler：ThreadPoolExecutor的提供的四种处理策略

名称说明
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy丢弃任务并抛出RejectedException异常;也是默认的处理方式。
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy丢弃任务，但是不抛出异常
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy由调用的线程处理该任务。

4.线程池的关闭

4.1.shutdown()不接收新任务，会处理已添加的任务

4.2.shutdownNow()不接收新任务，不执行已添加任务，中断正在处理的任务。

 

5.常用的队列

  • ArrayBlockingQueue：由数组现实的容量固定的有界限阻塞队列；
  • SychronousQueue：没有容量，不能缓存数据；每个put必须等待一个take；offer()的时候如果没有另一个线程在poll()或者take()的话返回false；
  • LinkedBlockingQueue：由单链表实现的默认不限容量的阻塞队列。LinkedBlockingQueue提供了一个可选有界的构造函数，而在未指明容量时，容量默认时Integer.MAX_VALUE 。

五.Java提供Executors线程工厂类

Java提供Exceutors类来创建线程池

  • Exceutors.newCachedThreadPool()
  • Exceutors.newFixedThreadPool()
  • Exceutors.newSingleThreadExecutor()
  • Exceutors.newScheduledThreadPool()
  • Exceutors.newSingleThreadScheduleExecutor()

 

 

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// 固定5个线程 ``` - 特点：核心线程数=最大线程数，使用无界队列`LinkedBlockingQueue` - 风险：任务过多时可能导致OOM（队列无限增长）[^5] 2. **缓存线程池**（不推荐） ```java ExecutorService cachedPool = Executors.newCachedThreadPool(); ``` - 特点：线程数无上限（`Integer.MAX_VALUE`），空闲线程60秒回收 - 风险：高并发时可能创建大量线程导致OOM[^3] 3. **单线程池** ```java ExecutorService singlePool = Executors.newSingleThreadExecutor(); ``` - 特点：仅1个线程，保证任务顺序执行 - 风险：同固定线程池（无界队列问题） 4. **定时任务线程池** ```java ScheduledExecutorService scheduledPool = Executors.newScheduledThreadPool(3); ``` 5. **推荐做法：手动创建`ThreadPoolExecutor`** ```java ThreadPoolExecutor customPool = new ThreadPoolExecutor( 4, // 核心线程数 10, // 最大线程数 60, // 空闲线程存活时间（秒） TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(100), // 有界队列（容量100） new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() // 拒绝策略 ); ``` --- #### **二、核心参数详解（7个关键参数）** ```java public ThreadPoolExecutor( int corePoolSize, // 核心线程数（常驻线程） int maximumPoolSize, // 最大线程数 long keepAliveTime, // 非核心线程空闲存活时间 TimeUnit unit, // 时间单位 BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 任务队列 ThreadFactory threadFactory, // 线程工厂 RejectedExecutionHandler handler // 拒绝策略 ) ``` 1. **任务队列类型** - `ArrayBlockingQueue`：**有界队列**（推荐），避免OOM - `LinkedBlockingQueue`：**无界队列**（默认） - `SynchronousQueue`：不存储任务，直接移交线程 2. **拒绝策略**（当队列和线程池全满时触发） - `AbortPolicy`（默认）：抛出`RejectedExecutionException` - `CallerRunsPolicy`：由调用者线程直接执行任务 - `DiscardPolicy`：静默丢弃任务 - `DiscardOldestPolicy`：丢弃队列最旧的任务 --- #### **三、线程池工作原理** 1. **任务提交流程**： - 当线程数 < `corePoolSize`，**创建新线程**执行任务 - 当线程数 >= `corePoolSize`，任务进入**工作队列** - 当队列已满且线程数 < `maximumPoolSize`，**创建临时线程**执行 - 当队列满且线程数达到`maximumPoolSize`，触发**拒绝策略**[^4] 2. **线程回收机制**： - 核心线程默认不回收（除非设置`allowCoreThreadTimeOut(true)`） - 非核心线程空闲超过`keepAliveTime`后自动销毁 --- #### **四、最佳实践** 1. **参数设置建议**： - CPU密集型任务：核心线程数 = CPU核数 + 1 - IO密集型任务：核心线程数 = 2 * CPU核数 - 使用**有界队列**防止资源耗尽 - 拒绝策略选择`CallerRunsPolicy`保证任务不丢失 2. **代码示例**： ```java ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor( Runtime.getRuntime().availableProcessors(), // 核心线程数=CPU核数 Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2, 30, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(500), Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() ); 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