java-线程池

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线程池体系

ThreadPoolExecutor API

ThreadPoolExecutor 用于创建线程池,它有 4 个重载构造器,我们以最多参数的构造器讲解:

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,                    # 线程池核心线程个数,默认线程池线程个数为 0,只有接到任务才新建线程
                   int maximumPoolSize,                 # 线程池最大线程数量
                   long keepAliveTime,                  # 线程池空闲时,线程存活的时间,当线程池中的线程数大于 corePoolSize 时才会起作用
                   TimeUnit unit,                       # 时间单位
                   BlockingQueue<Runnable> workQueue,   # 阻塞队列,当达到线程数达到 corePoolSize 时,将任务放入队列等待线程处理
                   ThreadFactory threadFactory,         # 线程工厂
                   RejectedExecutionHandler handler)    # 线程拒绝策略,当队列满了并且线程个数达到 maximumPoolSize 后采取的策略复制代码

阻塞队列有以下 4 种:

ArrayBlockingQueue:基于数组、有界,按 FIFO(先进先出)原则对元素进行排序;
LinkedBlockingQueue:基于链表,按FIFO (先进先出) 排序元素,吞吐量通常要高于 ArrayBlockingQueue;
SynchronousQueue:每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作,否则插入操作一直处于阻塞状态,吞吐量通常要高于 LinkedBlockingQueue;
PriorityBlockingQueue:具有优先级的、无限阻塞队列。复制代码

线程拒绝策略有以下 4 种:

CallerRunsPolicy:如果发现线程池还在运行,就直接运行这个线程;
DiscardOldestPolicy:在线程池的等待队列中,将头取出一个抛弃,然后将当前线程放进去;
DiscardPolicy:默默丢弃,不抛出异常;
AbortPolicy:java默认,抛出一个异常(RejectedExecutionException)。复制代码

实现原则:

如果当前池大小 poolSize 小于 corePoolSize ,则创建新线程执行任务;
如果当前池大小 poolSize 大于 corePoolSize ,且等待队列未满,则进入等待队列;
如果当前池大小 poolSize 大于 corePoolSize 且小于 maximumPoolSize ,且等待队列已满,则创建新线程执行任务;
如果当前池大小 poolSize 大于 corePoolSize 且大于 maximumPoolSize ,且等待队列已满,则调用拒绝策略来处理该任务;
线程池里的每个线程执行完任务后不会立刻退出,而是会去检查下等待队列里是否还有线程任务需要执行,如果在 keepAliveTime 里等不到新的任务了,那么线程就会退出。复制代码

2.2.3 内置线程池

在 java.util.concurrent 包中已经提供为大多数使用场景的内置线程池:

Executors.newSingleThreadExecutor()     # 单条线程
Executors.newFixedThreadPool(int n)     # 固定数目线程的线程池
Executors.newCachedThreadPool()         # 创建一个可缓存的线程池,调用execute 将重用以前构造的线程(如果线程可用)。如果现有线程没有可用的,则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。
Executors.newScheduledThreadPool(int n) # 支持定时及周期性的任务执行的线程池,多数情况下可用来替代 Timer 类。复制代码

上述 4 种线程池底层都是通过创建 ThreadPoolExecutor 获取线程池。

1) newSingleThreadExecutor

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new Executors.FinalizableDelegatedExecutorService(
                    new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue())
            );
    }复制代码

主要用于串行(顺序执行)操作场景。

2) newFixedThreadPool

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int var0) {
    return new ThreadPoolExecutor(var0, var0, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue());
}复制代码

主要用于负载比较重的场景,为了资源的合理利用,需要限制当前线程数量。

3) newCachedThreadPool

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, 2147483647, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue());
}复制代码

主要用于并发执行大量短期的小任务,或者是负载较轻的服务器。

4) newScheduledThreadPool

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int var0) {
        return new ScheduledThreadPoolExecutor(var0);
    }复制代码

其中,ScheduledExecutorService 继承 ThreadPoolExecutor。

2.2.4 提交任务

获取 ExecutorService 对象后,我们需要提交任务来让线程池中的线程执行,提交任务的方法有 2 种:

void execute():提交不需要返回值的任务
Future<T> submit(): 提交需要返回值的任务复制代码

代码演示:

// 创建 1 个线程
ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();
service.execute(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":hello world");
    }
});
// 关闭线程池
service.shutdown();复制代码
// 创建 5 个线程
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5);
List<Future<String>> list = new ArrayList<>(5);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    
    Future<String> future = service.submit(new Callable<String>() {
        @Override
        public String call() throws Exception {
            return Thread.currentThread().getName() + ":hello world";
        }
    });
    
    list.add(future);
}
// 打印结果
for (Future<String> future : list) {
    System.out.println(future.get());
}
// 关闭线程池
service.shutdown();复制代码
// 创建 1 个线程
ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(1);
service.schedule(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":hello world");
    }
}, 2, TimeUnit.SECONDS);复制代码

其他线程池使用方式类似,此处不再列举代码。


 

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