并發(fā)編程系列之如何正確使用線程池续徽？在上一章節(jié)的學(xué)習(xí)中，我們掌握了線程的基本知識(shí)亲澡，接著本博客會(huì)繼續(xù)學(xué)習(xí)多線程中的線程池知識(shí)
1钦扭、線程是不是越多越好？
在學(xué)習(xí)多線程之前床绪，讀者可能會(huì)有疑問(wèn)客情？如果單線程跑得太慢，那么是否就能多創(chuàng)建多個(gè)線程來(lái)跑任務(wù)癞己？并發(fā)的情況膀斋，線程是不是創(chuàng)建越多越好？這是一個(gè)很經(jīng)典的問(wèn)題痹雅，畫(huà)圖表示一下創(chuàng)建很多線程的情況仰担，然后進(jìn)行情況分析。
- 創(chuàng)建線程和銷(xiāo)毀線程都是需要時(shí)間的练慕，如果創(chuàng)建時(shí)間+銷(xiāo)毀時(shí)間>執(zhí)行任務(wù)時(shí)間就很不劃算
- 創(chuàng)建后的線程是需要內(nèi)存去存放的惰匙，創(chuàng)建的線程對(duì)應(yīng)一個(gè)Thread對(duì)象，對(duì)象是會(huì)占用JVM的堆內(nèi)存的铃将，根據(jù)jvm規(guī)范项鬼，一個(gè)線程默認(rèn)最大棧大小為1M，這個(gè)椌⒀郑空間也是需要從系統(tǒng)內(nèi)存中分配的绘盟，所以線程越多，需要的內(nèi)存就越多
- 創(chuàng)建線程，操作系統(tǒng)是需要頻繁進(jìn)行線程上下文切換的龄毡，所以線程創(chuàng)建太多吠卷，是會(huì)影響性能的
上下文切換(context switch)：對(duì)于單核CPU來(lái)說(shuō)，在一個(gè)時(shí)刻只能運(yùn)行一個(gè)線程沦零，對(duì)于并行來(lái)說(shuō)祭隔，單核cpu也是可以支持多線程執(zhí)行代碼的，CPU是通過(guò)給線程分配時(shí)間片來(lái)解決的路操，所謂時(shí)間片是CPU給每個(gè)線程分配的時(shí)間疾渴，時(shí)間片的時(shí)間是非常短的，所以執(zhí)行完成一個(gè)時(shí)間片后屯仗，進(jìn)行任務(wù)切換搞坝，切換之前先保存這個(gè)任務(wù)的狀態(tài)，以便于下次換回來(lái)的時(shí)候魁袜，可以加載這個(gè)任務(wù)的狀態(tài)桩撮，所以從保存任務(wù)狀態(tài)到再加載任務(wù)的過(guò)程稱(chēng)為上下文切換，不僅在線程間可以上下文切換峰弹，進(jìn)程也同樣可以
2店量、如何正確使用多線程？
- 如果是計(jì)算型任務(wù)鞠呈？
CPU數(shù)量的1~2倍即可 - 如果是IO密集型任務(wù)垫桂？
就需要多一些線程，要根據(jù)具體的io阻塞時(shí)長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行考量決定
3粟按、Java線程池的工作原理
- 接收任務(wù)诬滩，放入線程池的任務(wù)倉(cāng)庫(kù)
- 工作線程從線程池的任務(wù)倉(cāng)庫(kù)取，執(zhí)行
- 沒(méi)有任務(wù)時(shí)灭将，線程阻塞疼鸟，有任務(wù)時(shí)喚醒線程
4、掌握J(rèn)UC線程池API
Executor ： 接口類(lèi)
-
ExecutorService：加入關(guān)閉方法和對(duì)Runnable庙曙、Callable空镜、Future的支持
在這里插入圖片描述- shutdown：已經(jīng)提交的會(huì)執(zhí)行完成
- shutdownNow：正在執(zhí)行的會(huì)執(zhí)行完成，未來(lái)執(zhí)行的返回
- awaitTermination：阻塞等待任務(wù)關(guān)閉完成
- submit類(lèi)型的：都是提交任務(wù)的捌朴，支持Runnable和Callable
- invokeAll類(lèi)型的：執(zhí)行集合中所有任務(wù)
- ScheduleExecutorService ：加入對(duì)定時(shí)任務(wù)的支持
在這里插入圖片描述
其中schedule(Runablle , long, Timeunit)和schedule(Callable<V> , long, TimeUnit)表示的是多久后執(zhí)行吴攒，而scheduleAtFixedRate方法和scheduleWithFixedDelay方法表示的都是周期性重復(fù)執(zhí)行的
再描述scheduleAtFixedRate方法和scheduleWithFixedDelay方法的區(qū)別：
scheduleAtFixedRate：以固定的時(shí)間頻率重復(fù)執(zhí)行任務(wù)，如每10s 砂蔽，也就是兩個(gè)任務(wù)直接以固定的時(shí)間間隔執(zhí)行洼怔，不管任務(wù)執(zhí)行完成與否
scheduleWithFixedDelay：以固定的任務(wù)時(shí)延遲來(lái)重復(fù)執(zhí)行任務(wù)，這種任務(wù)不管任務(wù)執(zhí)行多久都執(zhí)行完成左驾，然后隔預(yù)定的如3s镣隶，接著執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)极谊，每個(gè)任務(wù)之間的間隔都是一樣的
- Executors：快速得到線程池的工具類(lèi)，創(chuàng)建線程池的工廠類(lèi)
-
newFixedThreadPool(int nThreads)：創(chuàng)建一個(gè)固定大小安岂、任務(wù)隊(duì)列 無(wú)界的線程池轻猖。線程池的核心線程數(shù)=最大線程池=nThreads -
newCachedThreadPool()：創(chuàng)建的是一個(gè)大小無(wú)界的緩沖線程池。它的任務(wù)隊(duì)列是一個(gè)同步隊(duì)列域那。如果隊(duì)列中有空閑的線程咙边，則用空閑線程執(zhí)行，如果沒(méi)有就創(chuàng)建新線程執(zhí)行次员。池中線程空閑超過(guò)60s样眠，就會(huì)被釋放。緩沖線程池使用于執(zhí)行耗時(shí)比較小的異步任務(wù)翠肘。線程池的核心線程數(shù)=0，最大線程池=Integer.MAX_VALUE -
newSingleThreadExecutor()：創(chuàng)建的是只有一個(gè)線程來(lái)執(zhí)行無(wú)界任務(wù)隊(duì)列的單一線程池辫秧。該線程池按順序執(zhí)行一個(gè)一個(gè)加入的任務(wù)束倍，任何時(shí)刻都只有一個(gè)線程在執(zhí)行。單一線程池和newFixedThreadPool(1)的區(qū)別在于盟戏，單一線程池的池大小是不能再改變的 -
newScheduleThreadPool(int corePoolSize)： 能定時(shí)執(zhí)行任務(wù)的線程池绪妹，該池的核心線程數(shù)由參數(shù)corePoolSize指定，最大線程數(shù)=Integer.MAX_VALUE -
newWorkStealingPool()：以當(dāng)前系統(tǒng)可用的處理器數(shù)作為并行級(jí)別創(chuàng)建的work-stealing thread pool(ForkJoinPool) -
newWorkStealingPool(int parallelism)：以指定的parallelism并行級(jí)別創(chuàng)建的work-stealing thread pool(ForkJoinPool)
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ThreadPoolExecutor：線程池的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)
在這里插入圖片描述
下面列舉出ThreadPoolExecutor的主要參數(shù)：
| 參數(shù) | 描述 |
|---|---|
| corePoolSize | 核心線程數(shù)量 |
| maxPoolSize | 最大線程數(shù)量 |
| keepAliveTime+時(shí)間單位 | 空閑線程的存活時(shí)間 |
| ThreadFactory | 線程工廠柿究，用于創(chuàng)建線程 |
| workQueue | 用于存放任務(wù)的隊(duì)列邮旷，可以稱(chēng)之為工作隊(duì)列 |
| Handler | 用于處理被拒絕的任務(wù) |
雖然Executors使用起來(lái)很方便，不過(guò)在阿里編程規(guī)范里是強(qiáng)調(diào)了慎用Executors創(chuàng)建線程池蝇摸，下面摘錄自阿里編程規(guī)范手冊(cè)：
【強(qiáng)制】線程池不允許使用Executors去創(chuàng)建婶肩，而是通過(guò)ThreadPoolExecutor的方式，
這樣的處理方式讓寫(xiě)的同學(xué)更加明確線程池的運(yùn)行規(guī)則貌夕，規(guī)避資源耗盡的風(fēng)險(xiǎn)律歼。
說(shuō)明：Executors各個(gè)方法的弊端：
1）newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor:
??主要問(wèn)題是堆積的請(qǐng)求處理隊(duì)列可能會(huì)耗費(fèi)非常大的內(nèi)存，甚至OOM啡专。
2）newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool:
??主要問(wèn)題是線程數(shù)最大數(shù)是Integer.MAX_VALUE险毁，可能會(huì)創(chuàng)建數(shù)量非常多的線程，甚至OOM们童。
ThreadPoolExecutor的基本參數(shù)：
new ThreadPoolExecutor(
2, // 核心線程數(shù)
5, // 最大線程數(shù)
60L, // keepAliveTime,線程空閑超過(guò)這個(gè)數(shù)畔况，就會(huì)被銷(xiāo)毀釋放
TimeUnit.SECONDS, // keepAliveTime的時(shí)間單位
new ArrayBlockingQueue(5)); // 傳入邊界為5的工作隊(duì)列
畫(huà)流程圖表示，線程池的核心參數(shù)是corePoolSize慧库、maxPoolSize跷跪、workQueue（工作隊(duì)列）
線程池工作原理示意圖：任務(wù)可以一直放，直到線程池滿了的情況齐板，才會(huì)拒絕域庇，然后除了核心線程嵌戈，其它的線程會(huì)被合理回收。所以正常情況下听皿，線程池中的線程數(shù)量會(huì)處在 corePoolSize 與 maximumPoolSize 的閉區(qū)間內(nèi)
ThreadPoolExecutor基本實(shí)例：
ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(2, 5,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue(5));
service.execute(() ->{
System.out.println(String.format("thread name:%s",Thread.currentThread().getName()));
});
// 避免內(nèi)存泄露熟呛，記得關(guān)閉線程池
service.shutdown();
ThreadPoolExecutor加上Callable、Future使用的例子：
public static void main(String[] args) {
ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(2, 5,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue(5));
Future<Integer> future = service.submit(new CallableTask());
Thread.sleep(3000);
System.out.println("future is done?" + future.isDone());
if (future.isDone()) {
System.out.println("callableTask返回參數(shù):"+future.get());
}
service.shutdown();
}
static class CallableTask implements Callable<Integer>{
@Override
public Integer call() {
return ThreadLocalRandom.current().ints(0, (99 + 1)).limit(1).findFirst().getAsInt();
}
}
