一文读懂 Java-线程池

最新推荐文章于 2024-12-01 23:53:54 发布

广州彭于晏

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分类专栏：知识小结 Java 文章标签： java

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Java-线程池

概念

创建线程要花费昂贵的资源和时间，如果任务来了才创建那么响应时间就会变成，而且一个进程创建的线程数有限
线程池就是首先创建一些线程，它们的集合成为线程池，线程池在系统启动时即创建大量空闲线程，程序将一个任务传给线程池，线程池就会启动一条线程执行这个任务，执行结束后，线程并不会死亡，而是再次返回线程池中成为空闲状态

优势

降低资源消耗，通过重复利用已创建的线程降低创建和销毁的花费
提高响应速度，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行
提高线程可管理性，使用线程池可以统一分配，调优和监控

创建

new ThreadPoolExecutor(corePoolSize,maximumPoolSize,keepAliveTime,milliseconds,runnableTaskQueue,handler);

corePoolSize: 线程池基本大小，当向线程池提交一个任务时，若线程池已创建的线程数小于corePoolSize，即便此时存在空闲线程，也会通过创建一个新线程来执行该任务，直到已创建的线程数大于或等于corePoolSize时，(除了利用提交新任务来创建和启动线程（按需构造），也可以通过 prestartCoreThread() 或 prestartAllCoreThreads() 方法来提前启动线程池中的基本线程。)
maximumPoolSize: 线程池所允许的最大线程个数。当队列满了，且已创建的线程数小于maximumPoolSize，则线程池会创建新的线程来执行任务。对于无界队列，可忽略该参数。
keepAliveTime: 线程存活时间，当线程池中线程数大于核心线程数时，线程的空闲时间如果超过线程存活时间，那么这个线程就会被销毁，直到线程池中的线程数小于等于核心线程数。
runnableTaskQueue: 任务队列，用于传输和保存等待执行任务的阻塞队列
- ArrayBlockingQueue: 基于数组结构的有界阻塞队列，FIFO先进先出排序
- LinkedBlockingQueue: 基于链表结构的阻塞队列，FIFO排序，吞吐量高于ArrayBlockingQueue，静态工厂方法
- SynchronousQueue: 不存储元素的阻塞队列，每个插入必须等到另一个进程调用移除操作，否则插入一直处于阻塞状态; 吞吐量高于LinkedBlockingQueue
- PriorityBlockingQueue: 具有优先级的无界阻塞队列
threadFactory: 线程工厂，用于创建新线程，threadFactory创建的线程也是采用new Thread()方式，threadFactory创建的线程名都具有统一的风格：pool-m-thread-n(m为线程池的编号，n为线程池内的线程编号)。
handler: 线程饱和策略，当任务太多来不及处理时，用于拒绝任务，实现了RejectedExecutionHandler接口
- AbortPolicy: 直接抛出异常，阻止系统正常运行
- CallerRunsPolicy: 直接在调用者线程中，运行当前被丢弃的任务
- DiscardOlderPolicy: 丢弃最老的一个请求，并执行当前任务
- DiscardPolicy: 丢弃无法处理的任务，不予任何处理

流程

avator

首先判断基本线程池是否已满，未满则创建一个工作线程执行任务，满了则下一步
线程池判断工作队列是否已满，未满则将新提交的任务存储到工作队列中，满了则下一步
线程池判断整个线程池是否已满，未满则创建新的工作线程执行任务，满了则交给饱和策略处理

线程池提交

使用execute提交，没有返回值
使用submit提交，会返回一个future，通过future.get()获取，阻塞直到任务执行完，而get(long timeout,TimeUnit,unit)方法则会阻塞一段时间后立即返回

Future<Object> future = executor.submit(harReturnValuetask);
try{
    Object s = future.get();
}catch (InterruptedException e){
    //处理中断异常
}catch (ExecutionException e){
    //处理无法执行任务异常
}finally{
    //关闭线程池
    executo.shutdown();
}

线程池的关闭

调用线程shutdown或shutdownNow方法，遍历线程池中的的工作线程，然后逐个调用线程的interrupt方法来中断线程，所以无法响应中断的任务可能永远无法终止
区别在于: shutdownNow将线程池的状态设为STOP，然后尝试停止所有的正在执行或暂定任务的线程，并返回等待执行任务的列表; 而shutdown是将线程池的状态设为SHUTDOWN状态，然后中断所有没有正在执行任务的线程
只要调用了两个方法中的任意一个，isShutdown方法就会返回true，而所有的任务都已关闭即所有的线程池关闭，isTerminated才会返回true

线程池的配置

任务性质
- CPU密集型任务: 尽量使用较小的线程池，核心数+1，若开过多的线程池，会造成CPU过度切换
- IO密集型任务: 使用稍大的线程池，核心数*2，IO密集型CPU使用率不高，因此CPU在等待IO时有其它线程处理其它任务
- 混合型任务: 可以将任务分成IO密集型和CPU密集型任务，然后分别用不同的线程池去处理
任务优先级: 高，中，低
任务执行时间: 长，中，短
任务依赖性: 是否依赖其他系统资源，如数据库连接

Java提供的线程池

newCachedThreadPool：用来创建一个可以无限扩大的线程池，适用于负载较轻的场景，执行短期异步任务。(可以使得任务快速得到执行，因为任务时间执行短，可以很快结束，也不会造成cpu过度切换)
newFixedThreadPool：创建一个固定大小的线程池，因为采用无界的阻塞队列，所以实际线程数量永远不会变化，适用于负载较重的场景，对当前线程数量进行限制。(保证线程数可控，不会造成线程过多，导致系统负载更为严重)
newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池，适用于需要保证顺序执行各个任务
newScheduledThreadPool：适用于执行延时或者周期性任务