並發隊列
在並發隊列上JDK
提供了兩套實現,一個是以ConcurrentLinkedQueue
為代表的高性能隊列 非阻塞隊列,一個是以BlockingQueue
接口為代表的阻塞隊列,無論哪種都繼承自Queue
。

阻塞隊列與非阻塞隊
阻塞隊列與普通隊列的區別在於,當隊列是空的時,從隊列中獲取元素的操作將會被阻塞,或者當隊列是滿時,往隊列里添加元素的操作會被阻塞。試圖從空的阻塞隊列中獲取元素的線程將會被阻塞,直到其他的線程往空的隊列插入新的元素。同樣,試圖往已滿的阻塞隊列中添加新元素的線程同樣也會被阻塞,直到其他的線程使隊列重新變得空閑起來,如從隊列中移除一個或者多個元素,或者完全清空隊列.
1.ArrayDeque, (數組雙端隊列)
2.PriorityQueue, (優先級隊列)
3.ConcurrentLinkedQueue, (基於鏈表的並發隊列)
4.DelayQueue, (延期阻塞隊列)(阻塞隊列實現了BlockingQueue接口)
5.ArrayBlockingQueue, (基於數組的並發阻塞隊列)
6.LinkedBlockingQueue, (基於鏈表的FIFO阻塞隊列)
7.LinkedBlockingDeque, (基於鏈表的FIFO雙端阻塞隊列)
8.PriorityBlockingQueue, (帶優先級的無界阻塞隊列)
9.SynchronousQueue (並發同步阻塞隊列)
......
ConcurrentLinkedQueue
ConcurrentLinkedQueue
: 是一個適用於高並發場景下的隊列,通過無鎖的方式,實現了高並發狀態下的高性能,通常ConcurrentLinkedQueue
性能好於BlockingQueue
.它是一個基於鏈接節點的無界線程安全隊列。該隊列的元素遵循先進先出的原則。頭是最先加入的,尾是最近加入的,該隊列不允許null
元素。ConcurrentLinkedQueue
重要方法:add
和offer()
都是加入元素的方法(由於是無界的隊列,在ConcurrentLinkedQueue
中這倆個方法沒有區別)poll()
和peek()
都是取頭元素節點,區別在於前者會刪除元素,后者不會。
import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;
public class Q001_ConcurrentLinkedQueueTest {
public static void main(String[] args) {
ConcurrentLinkedQueue<String> concurrentLinkedQueue = new ConcurrentLinkedQueue<String>();
concurrentLinkedQueue.offer("aaa");
concurrentLinkedQueue.offer("bbb");
//從隊列頭獲取元素,此方法沒有將元素移出隊列(peek--->偷看;看一眼;一瞥; )
System.out.println(concurrentLinkedQueue.peek());
System.out.println(concurrentLinkedQueue.size());
//從隊列頭獲取元素,並將其移出隊列
System.out.println(concurrentLinkedQueue.poll());
System.out.println(concurrentLinkedQueue.size());
//繼續獲取
System.out.println(concurrentLinkedQueue.poll());
//此時隊列總沒有元素了 輸出為null
System.out.println(concurrentLinkedQueue.poll());
}
}
執行結果
aaa
2
aaa
1
bbb
null
BlockingQueue
阻塞隊列(
BlockingQueue
)是一個支持兩個附加操作的隊列。這兩個附加的操作是:
- 在隊列為空時,獲取元素的線程會等待隊列變為非空。
- 當隊列滿時,存儲元素的線程會等待隊列可用。
- 因此,當一個線程試圖對一個已經滿了的隊列進行入隊列操作時,它將會被阻塞,除非有另一個線程做了出隊列操作;同樣,當一個線程試圖對一個空隊列進行出隊列操作時,它將會被阻塞,除非有另一個線程進行了入隊列操作。
- 在
Java
中,BlockingQueue
的接口位於java.util.concurrent
包中(在Java5
版本開始提供),由上面介紹的阻塞隊列的特性可知,阻塞隊列是線程安全的。 - 在新增的
Concurrent
包中,BlockingQueue
很好的解決了多線程中,如何高效安全“傳輸”數據的問題。通過這些高效並且線程安全的隊列類,為我們快速搭建高質量的多線程程序帶來極大的便利。 - 阻塞隊列常用於生產者和消費者的場景,生產者是往隊列里添加元素的線程,消費者是從隊列里拿元素的線程。阻塞隊列就是生產者存放元素的容器,而消費者也只從容器里拿元素。

ArrayBlockingQueue
ArrayBlockingQueue
是一個有邊界的阻塞隊列,它的內部實現是一個數組。有邊界的意思是它的容量是有限的,我們必須在其初始化的時候指定它的容量大小,容量大小一旦指定就不可改變。ArrayBlockingQueue
是以先進先出的方式存儲數據,最新插入的對象是尾部,最新移出的對象是頭部。add()和offer()方法的區別是如果隊列滿的話,add會拋出異常,offer返回false
下面是一個初始化和使用
ArrayBlockingQueue
的例子:
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 阻塞隊列
* 在隊列滿的時候,存儲元素的線程會等待隊列可用
* 隊列為空時, 讀取元素的線程 會等待隊列變為非空
*
* @author hao
*
*/
public class Q002_ArrayBlockingQueue {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ArrayBlockingQueue<Object> arrayBlockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
arrayBlockingQueue.offer("小明");
arrayBlockingQueue.offer("小李");
arrayBlockingQueue.offer("笑話", 3, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("插入第四條開始");
System.out.println(arrayBlockingQueue.offer("校長", 3, TimeUnit.SECONDS));
System.out.println("插入第四條結束");
//前三個元素一次出列
System.out.println(arrayBlockingQueue.poll(3,TimeUnit.SECONDS));
System.out.println(arrayBlockingQueue.poll(3,TimeUnit.SECONDS));
System.out.println(arrayBlockingQueue.poll(3,TimeUnit.SECONDS));
System.out.println("此時隊列中元素"+arrayBlockingQueue.size());
//第四個元素出列(其實第四個元素沒有入列)
System.out.println(arrayBlockingQueue.poll(3,TimeUnit.SECONDS));
System.out.println("此時隊列中元素"+arrayBlockingQueue.size());
}
}
執行結果
插入第四條開始
false # 這里延時了三秒
插入第四條結束
小明
小李
笑話
此時隊列中元素0
null #這里延時了三秒
此時隊列中元素0
LinkedBlockingQueue
LinkedBlockingQueue
阻塞隊列大小的配置是可選的,如果我們初始化時指定一個大小,它就是有邊界的,如果不指定,它就是無邊界的。說是無邊界,其實是采用了默認大小為Integer.MAX_VALUE
的容量 。- 它的內部實現是一個鏈表。和
ArrayBlockingQueue
一樣,LinkedBlockingQueue
也是以先進先出的方式存儲數據,最新插入的對象是尾部,最新移出的對象是頭部。 - 下面是一個初始化和使
LinkedBlockingQueue
的例子:
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
public class Q003_LinkedBlockingQueue {
public static void main(String[] args) {
LinkedBlockingQueue<String> linkedBlockingQueue = new LinkedBlockingQueue<String>(2);
System.out.println(linkedBlockingQueue.offer("bbb"));
System.out.println(linkedBlockingQueue.offer("aaa"));
System.out.println(linkedBlockingQueue.offer("ccc")); //容量滿的時候返回false
//add 和 offer 都可以添加隊列 ,add會拋出異常 IllegalStateException
System.out.println(linkedBlockingQueue.add("ddd")); //容量滿時拋出異常
}
}
執行結果
true
true
false
Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: Queue full
at java.util.AbstractQueue.add(AbstractQueue.java:98)
at com.hao.queue.Q003_LinkedBlockingQueue.main(Q003_LinkedBlockingQueue.java:12)
PriorityBlockingQueue
PriorityBlockingQueue
是一個沒有邊界的隊列,它的排序規則和java.util.PriorityQueue
一樣。需要注意,PriorityBlockingQueue
中允許插入null
對象。所有插入PriorityBlockingQueue
的對象必須實現java.lang.Comparable
接口,隊列優先級的排序規則就是按照我們對這個接口的實現來定義的。另外,我們可以從PriorityBlockingQueue
獲得一個迭代器Iterator,但這個迭代器並不保證按照優先級順序進行迭代。
SynchronousQueue
SynchronousQueue
隊列內部僅允許容納一個元素。當一個線程插入一個元素后會被阻塞,除非這個元素被另一個線程消費。
使用BlockingQueue模擬生產者與消費者
生產者
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class ProducerThread implements Runnable {
private BlockingQueue<String> blockingQueue;
private AtomicInteger count = new AtomicInteger();
private volatile boolean FLAG = true;
public ProducerThread(BlockingQueue<String> blockingQueue) {
this.blockingQueue = blockingQueue;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "生產者開始啟動....");
while (FLAG) {
String data = count.incrementAndGet() + "";
try {
boolean offer = blockingQueue.offer(data, 2, TimeUnit.SECONDS);
if (offer) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",生產隊列" + data + "成功..");
} else {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",生產隊列" + data + "失敗..");
}
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",生產者線程停止...");
}
public void stop() {
this.FLAG = false;
}
}
消費者
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ConsumerThread implements Runnable {
private volatile boolean FLAG = true;
private BlockingQueue<String> blockingQueue;
public ConsumerThread(BlockingQueue<String> blockingQueue) {
this.blockingQueue = blockingQueue;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "消費者開始啟動....");
while (FLAG) {
try {
String data = blockingQueue.poll(2, TimeUnit.SECONDS);
if (data == null || data == "") {
FLAG = false;
System.out.println("消費者超過2秒時間未獲取到消息.");
return;
}
System.out.println("消費者獲取到隊列信息成功,data:" + data);
} catch (Exception e) {}
}
}
}
測試代碼
import com.hao.queuepc.ConsumerThread;
import com.hao.queuepc.ProducerThread;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
public class Test0005 {
public static void main(String[] args) {
BlockingQueue<String> blockingQueue = new LinkedBlockingQueue<String>();
ProducerThread producer = new ProducerThread(blockingQueue);
ConsumerThread consumer = new ConsumerThread(blockingQueue);
Thread p = new Thread(producer);
Thread c = new Thread(consumer);
p.start();
c.start();
try {
//10秒后停止生產者線程
Thread.sleep(10*1000);
producer.stop();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
執行結果
Thread-0生產者開始啟動....
Thread-1消費者開始啟動....
Thread-0,生產隊列1成功..
消費者獲取到隊列信息成功,data:1
Thread-0,生產隊列2成功..
消費者獲取到隊列信息成功,data:2
Thread-0,生產隊列3成功..
消費者獲取到隊列信息成功,data:3
Thread-0,生產隊列4成功..
消費者獲取到隊列信息成功,data:4
Thread-0,生產隊列5成功..
消費者獲取到隊列信息成功,data:5
Thread-0,生產隊列6成功..
消費者獲取到隊列信息成功,data:6
Thread-0,生產隊列7成功..
消費者獲取到隊列信息成功,data:7
Thread-0,生產隊列8成功..
消費者獲取到隊列信息成功,data:8
Thread-0,生產隊列9成功..
消費者獲取到隊列信息成功,data:9
Thread-0,生產隊列10成功..
消費者獲取到隊列信息成功,data:10
Thread-0,生產者線程停止...
消費者超過2秒時間未獲取到消息.
線程池
什么是線程池
Java
中的線程池是運用場景最多的並發框架,幾乎所有需要異步或並發執行任務的程序都可以使用線程池。在開發過程中,合理地使用線程池能夠帶來3個好處。
- 降低資源消耗。通過重復利用已創建的線程降低線程創建和銷毀造成的消耗。
- 提高響應速度。當任務到達時,任務可以不需要等到線程創建就能立即執行。
- 提高線程的可管理性。線程是稀缺資源,如果無限制地創建,不僅會消耗系統資源,還會降低系統的穩定性,使用線程池可以進行統一分配、調優和監控。但是,要做到合理利用線程池,必須對其實現原理了如指掌。
線程池作用
- 線程池是為突然大量爆發的線程設計的,通過有限的幾個固定線程為大量的操作服務,減少了創建和銷毀線程所需的時間,從而提高效率。
- 如果一個線程的時間非常長,就沒必要用線程池了(不是不能作長時間操作,而是不宜。),況且我們還不能控制線程池中線程的開始、掛起、和中止。
線程池四種創建方式
Java
通過Executors
(jdk1.5
並發包)提供四種線程池,分別為:
newCachedThreadPool
創建一個可緩存線程池,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。newFixedThreadPool
創建一個定長線程池,可控制線程最大並發數,超出的線程會在隊列中等待。newScheduledThreadPool
創建一個定長線程池,支持定時及周期性任務執行。newSingleThreadExecutor
創建一個單線程化的線程池,它只會用唯一的工作線程來執行任務,保證所有任務按照指定順序(FIFO
,LIFO
, 優先級)執行。
newCachedThreadPool
創建一個可緩存線程池,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。示例代碼如下:
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class P001_Cached {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int temp = i;
newCachedThreadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// try {
// Thread.sleep(2000);
// } catch (InterruptedException e) {
// e.printStackTrace();
// }
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",i" + temp);
}
});
}
}
}
執行結果
pool-1-thread-2,i1
pool-1-thread-4,i3
pool-1-thread-3,i2
pool-1-thread-1,i0
pool-1-thread-5,i4
pool-1-thread-1,i5
pool-1-thread-4,i7
pool-1-thread-5,i6
pool-1-thread-3,i8
pool-1-thread-5,i9
總結: 線程池為無限大,當執行第二個任務時第一個任務已經完成,會復用執行第一個任務的線程,而不用每次新建線程。
newFixedThreadPool
創建一個定長線程池,可控制線程最大並發數,超出的線程會在隊列中等待。示例代碼如下:
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class P002_Fixed {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService newFixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int temp = i;
newFixedThreadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," + temp);
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
});
}
}
}
執行結果
pool-1-thread-1,0
pool-1-thread-2,1
pool-1-thread-3,2
pool-1-thread-1,3
pool-1-thread-2,5
pool-1-thread-3,4
pool-1-thread-2,7
pool-1-thread-1,6
pool-1-thread-2,9
pool-1-thread-3,8
總結:因為線程池大小為3,每個任務輸出index
后sleep
2秒,所以每兩秒打印3個數字。定長線程池的大小最好根據系統資源進行設置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()
newScheduledThreadPool
創建一個定長線程池,支持定時及周期性任務執行。延遲執行示例代碼如下:
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class P003_Scheduled {
public static void main(String[] args) {
ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int temp = i;
newScheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",i:" + temp);
}
}, 3, TimeUnit.SECONDS);
}
}
}
程序等待了3秒之后才輸入如下內容:
執行結果
pool-1-thread-1,i:0
pool-1-thread-2,i:1
pool-1-thread-3,i:2
pool-1-thread-2,i:4
pool-1-thread-1,i:3
pool-1-thread-2,i:6
pool-1-thread-3,i:5
pool-1-thread-2,i:8
pool-1-thread-1,i:7
pool-1-thread-3,i:9
newSingleThreadExecutor
創建一個單線程化的線程池,它只會用唯一的工作線程來執行任務,保證所有任務按照指定順序(FIFO
, LIFO
, 優先級)執行。示例代碼如下:
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class P004_Single {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService newSingleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int temp = i;
newSingleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",i:" + temp);
}
});
}
}
}
//注意: 結果依次輸出,相當於順序執行各個任務。
執行結果
pool-1-thread-1,i:0
pool-1-thread-1,i:1
pool-1-thread-1,i:2
pool-1-thread-1,i:3
pool-1-thread-1,i:4
pool-1-thread-1,i:5
pool-1-thread-1,i:6
pool-1-thread-1,i:7
pool-1-thread-1,i:8
pool-1-thread-1,i:9
ThreadPoolExecutor
Java
是天生就支持並發的語言,支持並發意味着多線程,線程的頻繁創建在高並發及大數據量是非常消耗資源的,因為Java
提供了線程池。在jdk1.5
以前的版本中,線程池的使用是及其簡陋的,但是在JDK1.5后,有了很大的改善。jdk1.5
之后加入了java.util.concurrent
包,java.util.concurrent
包的加入給予開發人員開發並發程序以及解決並發問題很大的幫助。
這里主要介紹下並發包下的Executor
接口,Executor
是 JDK1.5
時發布的
Executor
框架的最頂層實現是ThreadPoolExecutor
類,Executors
工廠類中提供的newScheduledThreadPool
、newFixedThreadPool
、newCachedThreadPool
方法其實也只是ThreadPoolExecutor
的構造函數參數不同而已。通過傳入不同的參數,就可以構造出適用於不同應用場景下的線程池,ThreadPoolExecutor
構造方中的幾個參數如下:
corePoolSize
: 核心池的大小。 當有任務來之后,就會創建一個線程去執行任務,當線程池中的線程數目達到corePoolSize
后,就會把到達的任務放到緩存隊列當中
maximumPoolSize
: 線程池最大線程數,它表示在線程池中最多能創建多少個線程;
keepAliveTime
: 表示線程沒有任務執行時最多保持多久時間會終止。
unit
: 參數keepAliveTime
的時間單位,有7種取值,在TimeUnit
類中有7種靜態屬性。
workQueue
: 阻塞隊列 BlockingQueue<Runnable>
,當核心線程池滿的時候會放入阻塞隊列中進行等待
線程池原理剖析
提交一個任務到線程池中,線程池的處理流程如下:
- 判斷線程池里的核心線程是否都在執行任務,如果不是(核心線程空閑或者還有核心線程沒有被創建)則創建一個新的工作線程來執行任務。如果核心線程都在執行任務,則進入下個流程。
- 線程池判斷工作隊列是否已滿,如果工作隊列沒有滿,則將新提交的任務存儲在這個工作隊列里。如果工作隊列滿了,則進入下個流程。
- 判斷線程池里的線程(這里比較的是最大線程數)是否都處於工作狀態,如果沒有,則創建一個新的工作線程來執行任務。如果已經滿了,則交給飽和策略來處理這個任務。


自定義線程線程池
如果當前線程池中的線程數目小於corePoolSize
,則每來一個任務,就會創建一個線程去執行這個任務;
如果當前線程池中的線程數目>=corePoolSize
,則每來一個任務,會嘗試將其添加到任務緩存隊列當中,若添加成功,則該任務會等待空閑線程將其取出去執行;
若添加失敗(一般來說是任務緩存隊列已滿),則會嘗試創建新的線程去執行這個任務;
如果隊列已經滿了,則在總線程數不大於maximumPoolSize
的前提下,則創建新的線程如果當前線程池中的線程數目達到maximumPoolSize
,則會采取任務拒絕策略進行處理;
如果線程池中的線程數量大於 corePoolSize
時,如果某線程空閑時間超過keepAliveTime
,線程將被終止,直至線程池中的線程數目不大於corePoolSize
;如果允許為核心池中的線程設置存活時間,那么核心池中的線程空閑時間超過keepAliveTime
,線程也會被終止。
示例代碼
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class P005_ThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) {
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 60L, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(3));
for (int i = 1; i <= 6; i++) {
TaskThred t1 = new TaskThred("任務" + i);
executor.execute(t1);
}
executor.shutdown();
}
}
class TaskThred implements Runnable {
private String taskName;
public TaskThred(String taskName) {
this.taskName = taskName;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + taskName);
}
}
執行結果
Exception in thread "main" java.util.concurrent.RejectedExecutionException: Task com.hao.pool.TaskThred@33909752 rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@55f96302[Running, pool size = 2, active threads = 1, queued tasks = 0, completed tasks = 4]
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy.rejectedExecution(ThreadPoolExecutor.java:2063)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(ThreadPoolExecutor.java:830)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1379)
at com.hao.pool.P005_ThreadPoolExecutorTest.main(P005_ThreadPoolExecutorTest.java:13)
pool-1-thread-2任務5
pool-1-thread-2任務2
pool-1-thread-2任務3
pool-1-thread-2任務4
pool-1-thread-1任務1
合理配置線程池
CPU密集
CPU
密集的意思是該任務需要大量的運算,而沒有阻塞,CPU
一直全速運行。
CPU
密集任務只有在真正的多核CPU
上才可能得到加速(通過多線程),而在單核CPU
上,無論你開幾個模擬的多線程,該任務都不可能得到加速,因為CPU
總的運算能力就那些。
IO密集
IO
密集型,即該任務需要大量的IO
,即大量的阻塞。在單線程上運行IO密集型的任務會導致浪費大量的CPU
運算能力浪費在等待。所以在IO
密集型任務中使用多線程可以大大的加速程序運行,這種加速主要就是利用了被浪費掉的阻塞時間。
如何合理的設置線程池大小。
要想合理的配置線程池的大小,首先得分析任務的特性,可以從以下幾個角度分析:
1. 任務的性質:CPU
密集型任務、IO
密集型任務、混合型任務。
2. 任務的優先級:高、中、低。
3. 任務的執行時間:長、中、短。
4. 任務的依賴性:是否依賴其他系統資源,如數據庫連接等。
性質不同的任務可以交給不同規模的線程池執行。
對於不同性質的任務來說,CPU
密集型任務應配置盡可能小的線程,如配置CPU
個數+1的線程數;
IO
密集型任務應配置盡可能多的線程,因為IO
操作不占用CPU
,不要讓CPU
閑下來,應加大線程數量,如配置兩倍CPU
個數+1;
而對於混合型的任務,如果可以拆分,拆分成IO
密集型和CPU
密集型分別處理,前提是兩者運行的時間是差不多的,如果處理時間相差很大,則沒必要拆分了;
若任務對其他系統資源有依賴,如某個任務依賴數據庫的連接返回的結果,這時候等待的時間越長,則CPU
空閑的時間越長,那么線程數量應設置得越大,才能更好的利用CPU
。
當然具體合理線程池值大小,需要結合系統實際情況,在大量的嘗試下比較才能得出,以上只是前人總結的規律。
最佳線程數目 = ((線程等待時間+線程CPU
時間)/線程CPU
時間 )* CPU
數目
比如平均每個線程CPU
運行時間為0.5s
,而線程等待時間(非CPU運行時間,比如IO
)為1.5s
,CPU
核心數為8,那么根據上面這個公式估算得到:((0.5+1.5)/0.5)*8=32
。這個公式進一步轉化為:
- 最佳線程數目 = (線程等待時間與線程CPU時間之比 + 1)* CPU數目
可以得出一個結論:
- 線程等待時間所占比例越高,需要越多線程。
- **線程CPU時間所占比例越高,需要越少線程。 **
以上公式與之前的CPU和IO密集型任務設置線程數基本吻合。
CPU密集型時,任務可以少配置線程數,大概和機器的cpu核數相當,這樣可以使得每個線程都在執行任務
IO密集型時,大部分線程都阻塞,故需要多配置線程數,2*cpu核數
操作系統之名稱解釋:
某些進程花費了絕大多數時間在計算上,而其他則在等待I/O
上花費了大多是時間,
前者稱為計算密集型(CPU密集型)computer-bound
,后者稱為I/O密集型,I/O-bound
。