线程池基础

最新推荐文章于 2025-08-08 15:21:33 发布

原创最新推荐文章于 2025-08-08 15:21:33 发布 · 119 阅读

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new Thread弊端

每次new Thread都要新建对象，性能差；
通过new Thread创建的线程缺乏统一管理，可能会无限制的新建线程，相互竞争，有可能占用过多系统资源导致死机或OOM；
缺少更多功能，比如更多的执行，定期执行，线程中断；

线程池的好处

重用存在的线程，减少对象创建，消亡的开销，性能好；
可有效的控制最大并发线程数，提高系统资源利用率，避免过多资源竞争，避免阻塞；
提供定时执行，定期执行，单线程，并发数控制等功能；

ThreadPoolExecutor

初始化参数
- corePoolSize：核心线程数量；
- maximumPoolSize：最大线程数；
- workQueue：阻塞队列，存储等待执行的任务，很重要，会对线程池运行过程产生重大影响；
- keepAliveTime：线程池维护线程所允许的空闲时间，当线程池中的线程数量大于corePoolSize时，如果没有新任务提交，corePoolSize外的线程不会立即销毁，而是等待，直到等待的时间超过keepAliveTime；
- unit：keepAliveTime的时间单位；
- threadFactory：线程工厂，用来创建线程，默认会有一个默认的工厂创建线程，使用默认的线程工厂创建线程，会使新创建的线程具有相同的优先级，并且是非守护线程，同时也设置了线程名称；
- handler：拒绝任务时的策略，如果workQueue对应的阻塞队列满了，并且没有空闲的线程时，对新提交的任务，就需要采取一种策略来处理，线程池总共提供4中策略：1）直接抛出异常（默认）；2）用调用者所在的线程来执行任务；3）丢弃队列中最靠前的任务并执行当前任务；4）直接丢弃这个任务；
如果运行线程数小于corePoolSize，直接创建新线程来处理任务；
如果运行线程数大于等于corePoolSize，且小于maximumPoolSize，则只有当workQueue满的时候再创建新线程去处理任务；
如果corePoolSize和maximumPoolSize相等，则创建的线程池大小是固定的，有新任务提交时，如果workQueue还没满，就把请求放入workQueue等待有空闲的线程从中取出任务；如果运行的线程数量大于maximumPoolSize，且workQueue也已经满了，通过拒绝策略参数来指定策略去处理该任务；

workQueue

保存等待执行的任务的阻塞队列，当提交一个新的任务到线程池后，线程池会根据线程池中正在运行的线程的数量决定该任务的处理方式，处理方式有3种：1）直接切换；2）使用无界队列；3）使用有界队列；
直接切换：SynchronousQueue ；
使用无界队列：LinkedBlockingQueue，线程池中能创建的最大线程数是corePoolSize，maximumPoolSize将不会起作用，当所有的核心线程都是运行状态时，有新的任务提交之后，就会放入等待队列；
使用有界队列：ArrayBlockingQueue，将限制线程池中的最大线程数量为maximumPoolSize，这种方式能降低资源的消耗，但是线程池对线程调度更困难；

注：线程池的创建很简单，重点是参数的设置；

线程池实例的几种状态

线程池实例的状态.png
RUNNING：能接收新提交的任务，也能处理阻塞队列中的任务；
SHUTDOWN：不能再接受新提交的任务，但可以处理阻塞队列中已经保存的任务，RUNNING调用shutdown()会进入该状态；
STOP：不能接收新任务，也不处理队列中的任务，会中断正在处理任务的线程，RUNNING和SHUTDOWN调用shutdownNow()会进入该状态；
TIDYING：如果所有任务已经终止，有效线程数为0，线程池会进入该状态；
TERMINATED：TIDYING调用terminated()方法进入该状态；

这些状态无须手动处理，线程池内部自维护的；

ThreadPoolExecutor提供的方法

execute()：提交任务，交给线程池执行；
submit()：提交任务，能够返回执行结果，execute + Future；
shutdown()：关闭线程池，等待任务都执行完；
shutdownNow()：关闭线程池，不等待任务执行完，也会暂停正在被执行的线程；

ThreadPoolExecutor中适用于监控的方法

getTaskCount()：线程池已执行和未执行的任务总数；
getCompletedTaskCount()：已完成的任务数量；
getPoolSize()：线程池当前的线程数量；
getActiveCount()：线程池中正在执行任务的线程数量；

线程池类图

线程池类图.png

J.U.C提供的一些额外方法

Executors.newCachedThreadPool()，创建可缓存的线程池，如果线程池长度超过处理的需要，可以灵活回收空闲线程，如果没有可以回收的，就新建线程；
Executors.newFixedThreadPool()，创建定长的线程池，可以控制线程的最大并发数，超出的线程会在队列中等待；
Executor.newScheduledThreadPool()，创建的也是定长的线程池，支持定时以及周期性的任务执行；
Executors.newSingleThreadExecutor()，创建的单线程化的线程池，只会用唯一的工作线程执行任务，保证所有任务按照指定顺序（先入先出，优先级）执行；