JDK线程池

简介

多线程技术主要解决处理器单元内多个线程执行的问题，它可以显著减少处理器单元的闲置时间，增加处理器单元的吞吐能力，但频繁的创建线程的开销是很大的，那么如何来减少这部分的开销了，那么就要考虑使用线程池了。线程池就是一个线程的容器，每次只执行额定数量的线程，线程池就是用来管理这些额定数量的线程

线程池相关类结构图

ExecutorService继承了Executor接口

Executor接口中的定义：

public interface Executor {

    /**
     * Executes the given command at some time in the future.  The command
     * may execute in a new thread, in a pooled thread, or in the calling
     * thread, at the discretion of the {@code Executor} implementation.
     *
     * @param command the runnable task
     * @throws RejectedExecutionException if this task cannot be
     * accepted for execution
     * @throws NullPointerException if command is null
     */
    void execute(Runnable command);
}

The {@code Executor} implementations provided in this package
implement {@link ExecutorService}, which is a more extensive
interface.  The {@link ThreadPoolExecutor} class provides an
extensible thread pool implementation. The {@link Executors} class
provides convenient factory methods for these Executors.

根据JDK源码中的注释：ExecutorService是对Executor扩展的一个接口，ThreadPoolExecutor类提供了对ExecutorService的实现，Executors类提供了方便的工厂方法

如何创建一个线程池

使用Executors工厂类来创建

Executors提供了几种创建线程池的方法：

1） 创建固定大小的线程池newFixedThreadPool

@Test
public void test1(){
    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
    for (int i = 0;i<5;i++) {
        Runnable task = new myTask();
        pool.submit(task);   // submit方法内部会调用execute方法
    }
}

class myTask implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在执行........");
    }
}

运行结果：

pool-1-thread-1正在执行........
pool-1-thread-2正在执行........
pool-1-thread-1正在执行........
pool-1-thread-2正在执行........
pool-1-thread-2正在执行........
pool-1-thread-2正在执行........
pool-1-thread-1正在执行........
pool-1-thread-3正在执行........
pool-1-thread-4正在执行........
pool-1-thread-5正在执行........

2） 单线程的线程池newSignleThreadExecutor

@Test
public void test2(){
    ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
    for (int i = 0;i<10;i++) {
        Runnable task = new myTask();
        pool.submit(task);

}
    }

运行结果：

pool-1-thread-1正在执行........
pool-1-thread-1正在执行........
pool-1-thread-1正在执行........
pool-1-thread-1正在执行........
pool-1-thread-1正在执行........
pool-1-thread-1正在执行........
pool-1-thread-1正在执行........
pool-1-thread-1正在执行........
pool-1-thread-1正在执行........
pool-1-thread-1正在执行........

单线程的线程池:这个线程池只有一个线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行

3）newScheduledThreadPool

@Test
public void test3(){
    ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(5);

    pool.schedule(new myTask(), 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
    pool.schedule(new myTask(), 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);
    pool.shutdown();
    try{
        Thread.currentThread().join(5000);
    }catch (Exception e) {
        // TODO: handle exception
    }

}
等待1s后
pool-1-thread-2正在执行........
等待1s后
pool-1-thread-1正在执行........

4) 可以缓存的线程池newCachedThreadPool

@Test
public void test4(){
    ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
    for (int i = 0;i<100;i++) {
        Runnable task = new myTask();
        pool.submit(task);

    }
}

运行结果

pool-1-thread-3正在执行........
pool-1-thread-2正在执行........
pool-1-thread-1正在执行........
pool-1-thread-5正在执行........
pool-1-thread-3正在执行........
pool-1-thread-2正在执行........
pool-1-thread-7正在执行........
pool-1-thread-8正在执行........
pool-1-thread-10正在执行........
pool-1-thread-9正在执行........
pool-1-thread-13正在执行........
pool-1-thread-14正在执行........
pool-1-thread-16正在执行........
pool-1-thread-12正在执行........
pool-1-thread-17正在执行........
pool-1-thread-15正在执行........

newCachedThreadPool内部调用的方法：

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

可缓存的线程池：如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制

官方建议程序员使用较为方便的Executors工厂方法Executors.newCachedThreadPool()（无界线程池，可以进行自动线程回收）、Executors.newFixedThreadPool(int)（固定大小线程池）Executors.newSingleThreadExecutor()（单个后台线程），这几种线程池均为大多数使用场景预定义了默认配置。

继承ThreadPoolExecutor类，并复写父类的构造方法

ThreadPoolExecutor的构造方法

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler) {
    if (corePoolSize < 0 ||
        maximumPoolSize <= 0 ||
        maximumPoolSize < corePoolSize ||
        keepAliveTime < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
        throw new NullPointerException();
    this.corePoolSize = corePoolSize;
    this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    this.workQueue = workQueue;
    this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    this.threadFactory = threadFactory;
    this.handler = handler;
}

前面的Executors工厂类中创建线程池的几个工厂方法内部都是调用了此构造方法

先看看这个构造方法的参数的含义：

corePoolSize--池中所保存的线程数，包括空闲线程。
maximumPoolSize--池中允许的最大线程数。
keepAliveTime--当线程数大于corePoolSize时，此为终止空闲线程等待新任务的最长时间。
Unit--keepAliveTime 参数的时间单位。
workQueue--执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由 execute方法提交的 Runnable任务。
threadFactory--执行程序创建新线程时使用的工厂。
Handler--由于超出线程范围和队列容量而使执行被阻塞时所使用的处理程序。

这几个参数之间的关系

接下来，咋们来说下这几个参数之间的关系。当线程池刚创建的时候，线程池里面是没有任何线程的(注意，并不是线程池一创建，里面就创建了一定数量的线程)，当调用execute()方法添加一个任务时，线程池会做如下的判断：

  1. 如果当前正在运行的线程数量小于corePoolSize，那么立刻创建一个新的线程，执行这个任务。
  2. 如果当前正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize，那么这个任务将会放入队列中。
  3. 如果线程池的队列已经满了，但是正在运行的线程数量小于maximumPoolSize，那么还是会创建新的线程，执行这个任务。
  4. 如果队列已经满了，且当前正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize，那么线程池会根据拒绝执行策略来处理当前的任务。
  5. 当一个任务执行完后，线程会从队列中取下一个任务来执行，如果队列中没有需要执行的任务，那么这个线程就会处于空闲状态，如果超过了keepAliveTime存活时间，则这个线程会被线程池回收(注：回收线程是有条件的，如果当前运行的线程数量大于corePoolSize的话，这个线程就会被销毁，如果不大于corePoolSize，是不会销毁这个线程的，线程的数量必须保持在corePoolSize数量内).为什么不是线程一空闲就回收，而是需要等到超过keepAliveTime才进行线程的回收了，原因很简单：因为线程的创建和销毁消耗很大，更不能频繁的进行创建和销毁，当超过keepAliveTime后，发现确实用不到这个线程了，才会进行销毁。这其中unit表示keepAliveTime的时间单位，unit的定义如下：

线程池队列BlockingQueue

类结构图

SynchronousQueue

该队列对应的就是上面所说的直接提交，首先SynchronousQueue是无界的，也就是说他存数任务的能力是没有限制的，但是由于该Queue本身的特性，在某次添加元素后必须等待其他线程取走后才能继续添加

LinkedBlockingQueue

有界队列

构造方法

public LinkedBlockingQueue() {
        this(Integer.MAX_VALUE);
    }

    /**
     * Creates a {@code LinkedBlockingQueue} with the given (fixed) capacity.
     *
     * @param capacity the capacity of this queue
     * @throws IllegalArgumentException if {@code capacity} is not greater
     *         than zero
     */
    public LinkedBlockingQueue(int capacity) {
        if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException();
        this.capacity = capacity;
        last = head = new Node<E>(null);
    }

    /**
     * Creates a {@code LinkedBlockingQueue} with a capacity of
     * {@link Integer#MAX_VALUE}, initially containing the elements of the
     * given collection,
     * added in traversal order of the collection's iterator.
     *
     * @param c the collection of elements to initially contain
     * @throws NullPointerException if the specified collection or any
     *         of its elements are null
     */
    public LinkedBlockingQueue(Collection<? extends E> c) {
        this(Integer.MAX_VALUE);
        final ReentrantLock putLock = this.putLock;
        putLock.lock(); // Never contended, but necessary for visibility
        try {
            int n = 0;
            for (E e : c) {
                if (e == null)
                    throw new NullPointerException();
                if (n == capacity)
                    throw new IllegalStateException("Queue full");
                enqueue(new Node<E>(e));
                ++n;
            }
            count.set(n);
        } finally {
            putLock.unlock();
        }
    }
ArrayBlockingQueue

有界队列

构造方法

public ArrayBlockingQueue(int capacity) {
        this(capacity, false);
    }

    /**
     * Creates an {@code ArrayBlockingQueue} with the given (fixed)
     * capacity and the specified access policy.
     *
     * @param capacity the capacity of this queue
     * @param fair if {@code true} then queue accesses for threads blocked
     *        on insertion or removal, are processed in FIFO order;
     *        if {@code false} the access order is unspecified.
     * @throws IllegalArgumentException if {@code capacity < 1}
     */
    public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
        if (capacity <= 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        this.items = new Object[capacity];
        lock = new ReentrantLock(fair);
        notEmpty = lock.newCondition();
        notFull =  lock.newCondition();
    }

    public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair,
                              Collection<? extends E> c) {
        this(capacity, fair);

        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock(); // Lock only for visibility, not mutual exclusion
        try {
            int i = 0;
            try {
                for (E e : c) {
                    checkNotNull(e);
                    items[i++] = e;
                }
            } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new IllegalArgumentException();
            }
            count = i;
            putIndex = (i == capacity) ? 0 : i;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

fair表示队列获取线程的策略是FIFO还是无序

线程池的拒绝执行策略

当线程的数量达到最大值时，这个时候，任务还在不断的来，这个时候，就只好拒绝接受任务了

ThreadPoolExecutor 允许自定义当添加任务失败后的执行策略。你可以调用线程池的 setRejectedExecutionHandler()方法，用自定义的RejectedExecutionHandler 对象替换现有的策略ThreadPoolExecutor提供的默认的处理策略是直接丢弃，同时抛异常信息，ThreadPoolExecutor 提供 4 个现有的策略，分别是：

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy：表示拒绝任务并抛出异常
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：表示拒绝任务但不做任何动作
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：表示拒绝任务，并在调用者的线程中直接执行该任务
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：表示先丢弃任务队列中的第一个任务，然后把这个任务加进队列

原文地址：https://www.cnblogs.com/watertreestar/p/11780201.html

时间： 2024-08-02 19:53:23

JDK线程池的相关文章

jdk线程池主要原理

本文转自:http://blog.csdn.net/linchengzhi/article/details/7567397 正常创建一个线程的时候,我们是这样的:new thread(Runnable实现类).这里,thread是线程,Runnable实现类是业务逻辑,这样线程和业务逻辑紧紧绑定在一起. 采用线程池来处理的时候,我们动态生成若干个线程存于池中,但是这些线程要执行那些业务逻辑是不知道的,由于业务逻辑个数和具体的逻辑需要用户来指定,这些是变化的,我们需要自己编写并存于linkedLi

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转载自:https://my.oschina.net/hosee/blog/614319: 摘要: 本系列基于炼数成金课程,为了更好的学习,做了系列的记录. 本文主要介绍: 1. 线程池的基本使用 2. 扩展和增强线程池 3. ForkJoin 1. 线程池的基本使用 1.1.为什么需要线程池 平时的业务中,如果要使用多线程,那么我们会在业务开始前创建线程,业务结束后,销毁线程.但是对于业务来说,线程的创建和销毁是与业务本身无关的,只关心线程所执行的任务.因此希望把尽可能多的cpu用在执行任务上

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关于新疆服务请求未带入来话原因的问题 经核查,该问题是由于立单接口内部没有成功调用接续的 "更新来电原因接口"导致的,接续测更新来电原因接口编码:NGCCT_UPDATESRFLAG_PUT ,立单接口调用代码如下: final Map<String, Object> paramsMap = outputObject.getBean(); paramsMap.put("provCode", provCode); paramsMap.put("t

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Tomcat线程池，更符合大家想象的可扩展线程池

因由 说起线程池,大家可能受连接池的印象影响,天然的认为,它应该是一开始有core条线程,忙不过来了就扩展到max条线程,闲的时候又回落到core条线程,如果还有更高的高峰,就放进一个缓冲队列里缓冲一下. 有些整天只和SSH打交道的同学,可能现在还是这样认为的. 无情的现实就是,JDK只有两种典型的线程池,FixedPool 与 CachedPool: FixedPool固定线程数,忙不过来的全放到无限长的缓冲队列里. CachedPool,忙不过来时无限的增加临时线程,闲时回落,没有缓冲队列.

几种线程池的实现算法分析

1. 前言 在阅读研究线程池的源码之前,一直感觉线程池是一个框架中最高深的技术.研究后才发现,线程池的实现是如此精巧.本文从技术角度分析了线程池的本质原理和组成,同时分析了JDK.Jetty6.Jetty8.Tomcat的源码实现,对于想了解线程池本质.更好的使用线程池或者定制实现自己的线程池的业务场景具有一定指导意义. 2. 使用线程池的意义 复用:类似WEB服务器等系统,长期来看内部需要使用大量的线程处理请求,而单次请求响应时间通常比较短,此时Java基于操作系统的本地调用方式大量的创建和销