线程池为什么不允许使用Executors创建

2024-04-11 23:32:13

合理利用线程池能够带来三个好处

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。当任务到达时，任务可以不需要的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。但是要做到合理的利用线程池，必须对其原理了如指掌

线程池的主要工作流程

执行逻辑说明：

判断核心线程数是否已满，核心线程数大小和corePoolSize参数有关，未满则创建线程执行任务

若核心线程池已满，判断队列是否满，队列是否满和workQueue参数有关，若未满则加入队列中

若队列已满，判断线程池是否已满，线程池是否已满和maximumPoolSize参数有关，若未满创建线程执行任务

若线程池已满，则采用拒绝策略处理无法执执行的任务，拒绝策略和handler参数有关

线程池的创建

我们可以通过ThreadPoolExecutor来创建一个线程池。

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

创建一个线程池需要输入几个参数：

corePoolSize - 线程池核心池的大小。
maximumPoolSize - 线程池的最大线程数。
keepAliveTime - 当线程数大于核心时，此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。
unit - keepAliveTime 的时间单位。
workQueue - 用来储存等待执行任务的队列。
threadFactory - 线程工厂。
handler - 拒绝策略。

参数的英文解释：

* @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even
*        if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set
* @param maximumPoolSize the maximum number of threads to allow in the
*        pool
* @param keepAliveTime when the number of threads is greater than
*        the core, this is the maximum time that excess idle threads
*        will wait for new tasks before terminating.
* @param unit the time unit for the {@code keepAliveTime} argument
* @param workQueue the queue to use for holding tasks before they are
*        executed.  This queue will hold only the {@code Runnable}
*        tasks submitted by the {@code execute} method.

轻松理解corePoolSize与maxPoolSize：

我们可以把 corePoolSize 与 maxPoolSize 比喻成长工与临时工，通常古代一个大户人家会有几个固定的长工，负责日常的工作，而大户人家起初肯定也是从零开始雇佣长工的。
假如长工数量被老爷设定为 5 人，也就对应了 corePoolSize，不管这 5 个长工是忙碌还是空闲，都会一直在大户人家待着，可到了农忙或春节，长工的人手显然就不够用了，这时就需要雇佣更多的临时工，这些临时工就相当于在 corePoolSize 的基础上继续创建新线程，但临时工也是有上限的，也就对应了maxPoolSize，随着农忙或春节结束，老爷考虑到人工成本便会解约掉这些临时工，家里工人数量便会从maxPoolSize降到corePoolSize，所以老爷家的工人数量会一致保持在corePoolSize 和 maxPoolSize 的区间。

为什么线程池不允许使用Executors去创建

阿里巴巴java开发手册有这么一句话：“线程池不允许使用Executors去创建，而是通过ThreadPoolExecutor的方式，这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险”

Executors创建返回ThreadPoolExecutor对象的方法共有三种：

Executors#newCachedThreadPool => 创建可缓存的线程池
Executors#newSingleThreadExecutor => 创建单线程的线程池
Executors#newFixedThreadPool => 创建固定长度的线程池

Executors#newCachedThreadPool方法

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}

CachedThreadPool是一个根据需要创建新线程的线程池

corePoolSize => 0，核心线程池的数量为0
maximumPoolSize => Integer.MAX_VALUE，可以认为最大线程数是无限的
keepAliveTime => 60L
unit => 秒
workQueue => SynchronousQueue

当一个任务提交时，corePoolSize为0不创建核心线程，SynchronousQueue是一个不存储元素的队列，可以理解为队里永远是满的，因此最终会创建非核心线程来执行任务。

对于非核心线程空闲60s时将被回收。因为Integer.MAX_VALUE非常大，可以认为是可以无限创建线程的，在资源有限的情况下容易引起OOM异常

Executors#newSingleThreadExecutor方法

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

SingleThreadExecutor是单线程线程池，只有一个核心线程

corePoolSize => 1，核心线程池的数量为1
maximumPoolSize => 1，只可以创建一个非核心线程
keepAliveTime => 0L
unit => 秒
workQueue => LinkedBlockingQueue

当一个任务提交时，首先会创建一个核心线程来执行任务，如果超过核心线程的数量，将会放入队列中，因为LinkedBlockingQueue是长度为Integer.MAX_VALUE的队列，可以认为是*队列，因此往队列中可以插入无限多的任务，在资源有限的时候容易引起OOM异常，同时因为*队列，maximumPoolSize和keepAliveTime参数将无效，压根就不会创建非核心线程

Executors#newFixedThreadPool方法

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

FixedThreadPool是固定核心线程的线程池，固定核心线程数由用户传入

corePoolSize => 1，核心线程池的数量为1
maximumPoolSize => 1，只可以创建一个非核心线程
keepAliveTime => 0L
unit => 秒
workQueue => LinkedBlockingQueue

它和SingleThreadExecutor类似，唯一的区别就是核心线程数不同，并且由于使用的是LinkedBlockingQueue，在资源有限的时候容易引起OOM异常

总结：

FixedThreadPool和SingleThreadExecutor => 允许的请求队列长度为Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而引起OOM异常

CachedThreadPool => 允许创建的线程数为Integer.MAX_VALUE，可能会创建大量的线程，从而引起OOM异常

这就是为什么禁止使用Executors去创建线程池，而是推荐自己去创建ThreadPoolExecutor的原因

线程池创建方式（推荐）

根据阿里巴巴java开发规范，推荐了3种线程池创建方式

推荐方式1：
　　首先引入：commons-lang3包

  ScheduledExecutorService executorService = new ScheduledThreadPoolExecutor(1,
        new BasicThreadFactory.Builder().namingPattern("example-schedule-pool-%d").daemon(true).build());

推荐方式 2：
　　首先引入：com.google.guava包

    ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder()
        .setNameFormat("demo-pool-%d").build();
 
    //Common Thread Pool
    ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(5, 200,
        0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
        new LinkedBlockingQueue<Runnable>(1024), namedThreadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
 
    pool.execute(()-> System.out.println(Thread.currentThread().getName()));
    pool.shutdown();//gracefully shutdown

推荐方式 3：
　　spring配置线程池方式：自定义线程工厂bean需要实现ThreadFactory，可参考该接口的其它默认实现类，使用方式直接注入bean
调用execute(Runnable task)方法即可

<bean id="userThreadPool"
        class="org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor">
        <property name="corePoolSize" value="10" />
        <property name="maxPoolSize" value="100" />
        <property name="queueCapacity" value="2000" />
 
    <property name="threadFactory" value= threadFactory />
        <property name="rejectedExecutionHandler">
            <ref local="rejectedExecutionHandler" />
        </property>
    </bean>
    //in code
    userThreadPool.execute(thread);

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合理利用线程池能够带来三个好处

线程池的主要工作流程

线程池的创建

为什么线程池不允许使用Executors去创建

总结：

线程池创建方式（推荐）

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