線程池
前言：如有不正確的地方，還望指正。
目錄
- 認識cpu、核心與線程
- java多線程系列（一）之java多線程技能
- java多線程系列（二）之對象變量的並發訪問
- java多線程系列（三）之等待通知機制
- java多線程系列（四）之ReentrantLock的使用
- java多線程系列（五）之synchronized ReentrantLock volatile Atomic 原理分析
- java多線程系列（六）之線程池原理及其使用
線程池的優點
- 重復利用已經創建的線程，減少創建線程和銷毀線程的開銷
- 提高響應速度，不需要等到線程創建就能立即執行
- 使用線程池可以進行統一分配，調優和監控
- 總的來說：降低資源消耗，提高響應速度，提高線程可管理性
線程池原理
- 提交任務
- 核心線程池（corePoolSize）是否已經滿，如果未滿的話就創建線程執行任務
- 否則查看隊列（BlockingQueue）是否已滿，未滿的話，將任務存儲在隊列里
- 如果已經滿了，看線程池（maximumPoolSize）是否已滿，如果滿的話按照拒絕處理任務策略（handler）處理無法執行的任務
- 如果未滿，創建線程執行任務
ThreadPoolExecutor構造參數
- corePoolSize：核心池的大小，構建線程池后，並不會創建線程，當前線程數如果小於corePoolSize時，當要執行任務時，創建一個線程。當當前線程數等於corePoolSize，會將任務放入隊列中
- maximumPoolSize：線程池最大數，也就是線程最多能創建的線程
- keepAliveTime：工作線程空閑后，保持存活的時間。默認情況下，如果當前線程數大於corePoolSize，那么一個線程如果沒有任務，當空閑的時間大於keepAliveTime時，會終止該線程，直到線程數不超過corePoolSize
- workQueue：存儲任務的隊列，有幾種種類型隊列ArrayBlockingQueue（有界緩沖區，基於數組的隊列，先進先出，必須指定大小，可以設置是否保持公平，以FIFO順序訪問），LinkedBlockingQueue（基於鏈表的隊列，如果沒有指定大小，默認為Integer.MAX_VALUE），SynchronousQueue(無界線程池，不管多少任務提交進來，直接運行)
- ThreadFactory：線程工廠，用來創建線程,通過線程工廠可以給創建的線程設置名字
- rejectedExecutionHandler：拒絕處理任務的策略AbortPolicy（直接放棄任務，拋出RejectedExecutionException異常），DiscardPolicy（放棄任務，不拋出異常），DiscardOldestPolicy（放棄最舊的未處理請求，然后重試 execute；如果執行程序已關閉，則會丟棄該任務），CallerRunsPolicy（它直接在 execute 方法的調用線程中運行被拒絕的任務；如果執行程序已關閉，則會丟棄該任務）
ThreadPoolExecutor重要方法
- execute：在將來某個時間執行給定任務
- submit：提交一個任務用於執行，並返回一個表示該任務的 Future，和execute不同的是返回的是一個Future，可以在任務執行完畢之后得到任務執行結果
- shutdown：按過去執行已提交任務的順序發起一個有序的關閉，但是不接受新任務。也就是說，中斷沒有正在執行任務的線程，等待任務執行完畢。
- shutdownnow： 嘗試停止所有的活動執行任務、暫停等待任務的處理，並返回等待執行的任務列表。
線程池狀態
volatile int runState;
static final int RUNNING = 0;
static final int SHUTDOWN = 1;
static final int STOP = 2;
static final int TERMINATED = 3;
- RUNNING:創建線程池后，初始狀態為RUNNING
- SHUTDOWN：執行shutdown方法后，線程池處於SHUTDOWN狀態
- STOP：執行shutdownNow方法后，線程池處於STOP狀態
- TERMINATED：當線程池處於SHUTDOWN或STOP狀態，並且所有工作線程已經銷毀，任務緩存隊列已經清空或執行結束后，線程池被設置為TERMINATED狀態。
源碼分析
public void execute(Runnable command) {
if (command == null)
throw new NullPointerException();
if (poolSize >= corePoolSize || !addIfUnderCorePoolSize(command)) {
if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) {
if (runState != RUNNING || poolSize == 0)
ensureQueuedTaskHandled(command);
}
else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))
reject(command); // is shutdown or saturated
}
}
- command是否為空，是的話拋出異常
- 如果當前線程是否小於corePoolSize，執行addIfUnderCorePoolSize方法，創建線程並執行任務
- 如果當前線程線程數大於等於corePoolSize或者執行addIfUnderCorePoolSize返回false，將當前任務放到隊列中
- 如果線程池狀態不是RUNNING狀態或者任務無法加入到隊列，並且線程數大於最大線程數，執行reject方法
- 流程跟上面的線程池原理相同
配置線程池
- cpu密集型和io密集型線程數的選擇，cpu密集型不需要太多的線程，可以充分利用cpu資源，io密集型適當多線程，io阻塞時可以切換至另一線程。
- 優先級不同的的任務可以使用PriorityBlockingQueue來處理
- 建議使用有界隊列，能夠增加系統的穩定性（如果使用無界隊列，當出現問題時候，隊列無限增長，此時可能會占用大量內存，導致系統出現問題）和預警能力（當出現隊列占滿的時候，拋出異常，可以讓開發人員及時發現）
線程池使用
public static void main(String[] args)
{
final Vector<Integer> vector = new Vector<Integer>();
//corePoolSize,maximumPoolSize,keepAliveTime,TimeUnit,BlockingQueue
ThreadPoolExecutor tp = new ThreadPoolExecutor(5, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10));
final Random random = new Random();
System.out.println(tp.getPoolSize());
for (int i = 0; i < 20; i++)
{
tp.execute(new Runnable()
{
public void run()
{
vector.add(random.nextInt());
}
});
}
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO 自動生成的 catch 塊
e.printStackTrace();
}
tp.shutdown();
System.out.println("已完成的任務："+tp.getCompletedTaskCount());
System.out.println("活動的線程數："+tp.getActiveCount());
System.out.println("list大小："+vector.size());
}
- 上面的代碼我們自己構建了一個ThreadPoolExecutor，而Executor給我們提供了幾個靜態方法用於創建線程池，本質上只是設置了給定的參數而已
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
- FixedThreadPool，顧名思義，一個固定大小的線程池，隊列使用的無限制大小的鏈表阻塞隊列
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
- 單線程線程池，同樣隊列使用的無限制大小的鏈表阻塞隊列
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
- 無界線程池，無論多少任務，直接運行，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閑線程，若無可回收，則新建線程
我覺得分享是一種精神，分享是我的樂趣所在，不是說我覺得我講得一定是對的，我講得可能很多是不對的，但是我希望我講的東西是我人生的體驗和思考，是給很多人反思，也許給你一秒鍾、半秒鍾，哪怕說一句話有點道理，引發自己內心的感觸，這就是我最大的價值。（這是我喜歡的一句話，也是我寫博客的初衷）
作者：jiajun 出處： http://www.cnblogs.com/-new/
本文版權歸作者和博客園共有，歡迎轉載，但未經作者同意必須保留此段聲明，且在文章頁面明顯位置給出原文連接，否則保留追究法律責任的權利。如果覺得還有幫助的話，可以點一下右下角的【推薦】，希望能夠持續的為大家帶來好的技術文章！想跟我一起進步么？那就【關注】我吧。