【并發(fā)編程】Java線程池詳解

線程池的作用想必不用多說(shuō)茫负,先來(lái)看一張java線程池的框架結(jié)構(gòu)圖荚守。

重點(diǎn)關(guān)注ThreadPoolExecutor類端铛。

ThreadPoolExecutor

該類有四個(gè)構(gòu)造函數(shù),如下:

先來(lái)解釋下參數(shù)的意義旦棉,以參數(shù)最多的構(gòu)造函數(shù)為例:

corePoolSize和maximumPoolSize

線程池中核心線程數(shù)和最大線程數(shù)齿风。

當(dāng)workQueue為無(wú)界隊(duì)列時(shí),maximumPoolSize不起作用(超過(guò)核心線程數(shù)后任務(wù)全部會(huì)緩存到隊(duì)列中绑洛,不會(huì)創(chuàng)建非核心線程)救斑。

線程池內(nèi)部處理流程如下:

keepAliveTime

空閑線程的存活時(shí)間。

當(dāng)非核心線程空閑超過(guò)keepAliveTime后真屯,該線程會(huì)被銷毀脸候,默認(rèn)情況下,keepAliveTime只對(duì)超出corePoolSize的線程起作用绑蔫。

可以通過(guò)allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法將空閑超時(shí)策略應(yīng)用于核心線程运沦,但是要保證超時(shí)時(shí)間不為0。

unit

keepAliveTime的單位配深。

可選的單位有天(DAYS)携添,小時(shí)(HOURS),分鐘(MINUTES)凉馆,毫秒(MILLISECONDS)薪寓,微秒(MICROSECONDS)和毫微秒(NANOSECONDS)。

workQueue

用于緩存任務(wù)的阻塞隊(duì)列澜共。

它是一個(gè)BlockingQueue,有如下幾種:

ArrayBlockingQueue:

基于數(shù)組結(jié)構(gòu)的有界阻塞隊(duì)列锥腻,此隊(duì)列按 FIFO(先進(jìn)先出)排序元素嗦董,在創(chuàng)建隊(duì)列時(shí),就需要對(duì)其指定容量瘦黑。

LinkedBlockingQueue:

基于鏈表結(jié)構(gòu)的無(wú)界阻塞隊(duì)列京革,此隊(duì)列按FIFO (先進(jìn)先出) 排序元素,與有界隊(duì)列相比幸斥,除非系統(tǒng)資源耗盡匹摇,否則不存在任務(wù)入隊(duì)失敗的情況。

SynchronousQueue:

一個(gè)不存儲(chǔ)元素的阻塞隊(duì)列甲葬,每個(gè)插入操作必須等到另一個(gè)線程調(diào)用移除操作廊勃,否則插入操作一直處于阻塞狀態(tài)。

PriorityBlockingQueue:

具有優(yōu)先級(jí)的無(wú)限阻塞隊(duì)列经窖,可根據(jù)任務(wù)自身的優(yōu)先級(jí)順序先后執(zhí)行(總是確保高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)先執(zhí)行)坡垫。

DelayQueue:

DelayQueue中的元素只有當(dāng)其指定的延遲時(shí)間到了梭灿,才能夠從隊(duì)列中獲取到該元素。DelayQueue是一個(gè)沒(méi)有大小限制的隊(duì)列冰悠,因此往隊(duì)列中插入數(shù)據(jù)的操作(生產(chǎn)者)永遠(yuǎn)不會(huì)被阻塞堡妒,而只有獲取數(shù)據(jù)的操作(消費(fèi)者)才會(huì)被阻塞。

threadFactory

創(chuàng)建線程的工廠溉卓,默認(rèn)使用Executors.defaultThreadFactory()為線程池工廠皮迟。

handler

表示當(dāng)workQueue已滿,且池中的線程數(shù)達(dá)到maximumPoolSize時(shí)桑寨,線程池拒絕添加新任務(wù)時(shí)采取的策略万栅,默認(rèn)為AbortPolicy,即無(wú)法處理新任務(wù)時(shí)拋出異常西疤。也可實(shí)現(xiàn)RejectedExecutionHandler接口來(lái)自定義拒絕策略烦粒。

常用拒絕策略:

1.AbortPolicy:直接拋異常;

2.CallerRunsPolicy:用調(diào)用者所在線程來(lái)運(yùn)行任務(wù)代赁;

3.DiscardOldestPolicy:丟棄隊(duì)列最近的任務(wù)扰她,并執(zhí)行當(dāng)前任務(wù);

4.DiscardPolicy:不處理芭碍,丟棄(但不拋出異常)徒役。

Executors

經(jīng)常有人將Executors,Executor窖壕,ExecutorService三者搞混忧勿,其實(shí)看結(jié)構(gòu)圖就可明白,ExecutorService繼承了Executor瞻讽,添加了一些控制線程生命周期的方法鸳吸,算是擴(kuò)展了Executor,而Executors根本沒(méi)有出現(xiàn)在圖中速勇,因?yàn)镋xecutors本身只是個(gè)工具類晌砾,用于快捷的創(chuàng)建線程池。

Executors提供了六種創(chuàng)建線程池的方式烦磁,分別為fixedThreadPool养匈,cachedThreadPool,singleThreadExecutor都伪,scheduledThreadPool呕乎,singleThreadScheduledExecutor(單線程池和計(jì)劃線程池的組合,將計(jì)劃線程池的核心線程數(shù)置為1)陨晶,workStealingPool猬仁。其中最后一種是基于ForkJoinPool實(shí)現(xiàn)的,暫不討論。

下面分別來(lái)看下幾種線程池的實(shí)現(xiàn)逐虚。

fixedThreadPool

核心線程數(shù)和最大線程數(shù)為同一傳入?yún)?shù)聋溜,即,所有線程均為核心線程叭爱,永不銷毀撮躁,循環(huán)復(fù)用,當(dāng)無(wú)空閑線程時(shí)买雾,任務(wù)進(jìn)入無(wú)界的LinkedBlockingQueue中把曼。

當(dāng)任務(wù)量穩(wěn)定,沒(méi)有明顯峰值和低谷漓穿,并且任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間不會(huì)太短的時(shí)候使用嗤军。適用于CPU密集型任務(wù)。

cachedThreadPool

核心線程數(shù)為0晃危,最大線程數(shù)無(wú)界叙赚,超時(shí)時(shí)間為60s,使用SynchronousQueue隊(duì)列(不會(huì)緩存任務(wù))僚饭。即震叮,每來(lái)一個(gè)任務(wù),如果有空閑線程鳍鸵,則使用苇瓣,如沒(méi)有則創(chuàng)建,當(dāng)線程空閑60s后立即銷毀偿乖。

適用于處理大量短時(shí)間偶發(fā)工作任務(wù)击罪,即IO密集型任務(wù)。

singleThreadExecutor

核心線程數(shù)為1贪薪,最大線程數(shù)也為1媳禁,使用LinkedBlockingQueue為緩存隊(duì)列。即古掏,該線程池只有一個(gè)永不銷毀的工作線程损话,如該線程被占用,則進(jìn)入無(wú)界隊(duì)列中等待槽唾。

使用此線程池能保證所有的任務(wù)都是被順序執(zhí)行,最多會(huì)有一個(gè)任務(wù)處于活動(dòng)狀態(tài)光涂。

scheduledThreadPool

核心線程數(shù)為傳入?yún)?shù)(singleThreadScheduledExecutor將該參數(shù)指定為1)庞萍,最大線程數(shù)無(wú)界,使用DelayedWorkQueue為阻塞隊(duì)列忘闻。

該線程池適用于定期或者延遲執(zhí)行的任務(wù)钝计。

workStealingPool

Java 8 才加入這個(gè)創(chuàng)建方法,其內(nèi)部會(huì)構(gòu)建ForkJoinPool,利用Work-Stealing算法私恬,并行地處理任務(wù)债沮,不保證處理順序。

總結(jié)

如果讓你選擇本鸣,你會(huì)選擇使用Executors方式創(chuàng)建還是使用ThreadPoolExecutor類去創(chuàng)建呢疫衩,我想大多數(shù)人會(huì)選擇前者,因?yàn)榉奖憧旖萑俚拢琂ava提供的工具類闷煤,為什么不用呢?但是阿里規(guī)約卻明確表示涮瞻,禁止使用Executors創(chuàng)建線程池鲤拿,原因如下:

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