线程池浅析

线程池浅析

导语

​ 线程的创建、启动、销毁等是一个非常消耗资源的过程。引出线程池。

线程池作用

  1. 降低资源消耗，重复利用已创建好的线程。
  2. 提高响应速度，通过已经创建好的线程直接执行到达的任务，无需等待。
  3. 线程的统一管理，对线程统一分配、监控和调优（专人专职）。

线程池的创建一

一、创建

目前线程池的共有六种创建方式。先来说明常见的四种创建方式，本质都是通过改变构造函数的参数来创建不同的线程的。最终调用的构造函数都是：

    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;
    }

以下以demo分别说明线程池的创建：

1、创建缓存线程

        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for(int i=0;i<10;i++){
            int temp = i;
            threadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+","+temp);
                }
            });
        }
		threadPool.shutdown();// 停掉线程池

2、创建固定长度的线程(常用)

        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int temp = i;
            threadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+","+temp);
                }
            });
        }
		threadPool.shutdown();// 停掉线程池

3、创建定时线程

        ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);
        threadPool.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("我是定时线程，三秒后启动");
            }
        },3, TimeUnit.SECONDS); // 第一个参数是任务，第二个参数是时间长度，第三个参数时间单位
		threadPool.shutdown();// 停掉线程池

4、创建单线程

        ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            threadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("我是单线程线程");
                }
            });
        }
        threadPool.shutdown();// 停掉线程池

二、线程池参数说明

重点：几乎是面试必问的。

    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {}

corePoolSize：核心线程数

maximumPoolSize：最大线程数

keepAliveTimea：线程空闲时间

unit：TimeUnit枚举类型的值，代表keepAliveTime时间单位，可以取下列值：

  • TimeUnit.DAYS; //天 　　
  • TimeUnit.HOURS; //小时 　　
  • TimeUnit.MINUTES; //分钟 　　
  • TimeUnit.SECONDS; //秒 　　
  • TimeUnit.MILLISECONDS; //毫秒 　　
  • TimeUnit.MICROSECONDS; //微妙 　　
  • TimeUnit.NANOSECONDS; //纳秒

workQueue：阻塞队列，用来存储等待执行的任务，决定了线程池的排队策略，有以下取值：

  • ArrayBlockingQueue
  • LinkedBlockingQueue
  • SynchronousQueue

threadFactory：线程工厂，是用来创建线程的

handler：线程拒绝策略。当创建的线程超出maximumPoolSize，且缓冲队列已满时，新任务会拒绝，有以下取值：

  • ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
  • ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。  　　
  • ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程） 　　
  • ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务

三、线程的创建过程

下图是线程池的执行流程（图片摘自网络）：

流程说明：

  1. 用户提交任务，先到核心线程池，判断核心线程池是都已满；

  2. 如何核心线程池未满，线程任务执行；如何核心线程已满，走下一步；

  3. 进入线程缓存队列，判断缓存队列是否已满；

  4. 如果线程缓存队列已满，进入最大线程池；

  5. 如果最大线程池未满，创建线程任务；

  6. 如果最大线程池已满，则拒绝。

线程池的创建二

5、newWorkStealingPool

ExecutorService m = Executors.newWorkStealingPool(2);

1）创建一个带并行级别的线程池，并行级别决定了同一时刻最多有多少个线程在执行，如不传如并行级别参数，将默认为当前系统的CPU个数。

2）每个线程维护自己的一个队列，任务执行结束了，就自己主动去取别的任务。

3）产生的都是守护线程。

4）不是 ThreadPoolExecutor 的扩展，是 ForkJoinPool 的扩展。

5）演示：

package com;
 
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
 
public class Main {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		// 设置并行级别为2，即默认每时每刻只有2个线程同时执行
		ExecutorService m = Executors.newWorkStealingPool(2);
		for (int i = 1; i <= 10; i++) {
			final int count=i;
			m.submit(new Runnable() {
				@Override
				public void run() {
					Date now=new Date();
					System.out.println("线程" + Thread.currentThread() + "完成任务："+ count+"   时间为："+	now.getSeconds());
					try {
						Thread.sleep(1000);//此任务耗时1s
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}); 
		}
		while(true){
			//主线程陷入死循环，来观察结果，否则是看不到结果的
		}
	}
}

6、ForkJoinPool

该线程池的思想是，把运用递归的思想，将大的任务拆分成小的任务(可以根据业务需求来控制拆分的粒度)。下面以一个面试题演示：一个长度100万的数组，元素是一百以内的随机数，将各个元素相加。

package com.software.fanfan.threadPool;

import java.io.IOException;
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.RecursiveAction;

/**
 * Created by 追梦1819 on 2019-04-11.
 */
public class ForkJoin {
    static int[] nums = new int[1000000];
    static final int MAX_NUM = 50000;
    private static Random random = new Random();
    static {
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            nums[i] = random.nextInt(100);
        }
        System.out.println(Arrays.stream(nums).sum()); // 传统的方式计算
    }
    // 递归思想，不断将大任务分成小任务。
    // RecursiveAction 无返回值；RecursiveTask 有返回值。
    static class AddTask extends RecursiveAction{
        int start,end;
        AddTask(int start, int end) {
            this.start = start;
            this.end = end;
        }
        @Override
        protected void compute() {
            if(end-start<=MAX_NUM){
                long sum = 0L;
                for (int i = start; i < end; i++) {
                    sum += nums[i];
                }
                System.out.println("from+"+start+"to"+end+"="+sum);
            }else{
                int middle =start + (end-start)/2;
                AddTask addTask = new AddTask(start,middle);
                AddTask addTask2 = new AddTask(middle,end);
                addTask.fork();
                addTask2.fork();
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        AddTask addTask = new AddTask(0,nums.length);
        forkJoinPool.execute(addTask);
        System.in.read();
    }
}

该线程池的优势是，可以充分利用多cpu，多核cpu的优势，把一个任务拆分成多个“小任务”，把多个“小任务”放到多个处理器核心上并行执行；当多个“小任务”执行完成之后，再将这些执行结果合并起来即可。

后续

  1. 线程池核心参数的设置；
  2. 线程池的源码分析：
    • 执行流程细化
    • 缓存策略
    • 拒绝策略
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原文地址：https://www.cnblogs.com/yanfei1819/p/10309126.html