Java 线程池

大约 7 分钟

Java 线程池

Java中的线程池

在开发的过程中，合理的使用线程池能够带来三个好处。

降低资源消耗：通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗
提高响应速度：当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。
提高线程可管理性：线程是稀缺的资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一分配、调优和监控。

ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor是Java对线程池的一个具体实现。

线程池状态

主要分为5种状态

线程池状态	说明
RUNNING	允许提交并处理任务
SHUTDOWN	不允许提交新任务，但是会处理完已提交的任务
STOP	不允许提交新任务，也不会处理阻塞队里中未执行的任务并设置正在执行的线程的中断标志位
TIDYING	所有任务执行完毕，池中工作线程数为0，等待执行terminated()钩子方法
TERMINATED	terminated()钩子方法执行完毕

线程池的shutdown()方法，将线程池有RUNNING转换为SHUTDOWN状态
线程池的shutdownNow()方法将线程池由RUNNING状态或SHUTDOWN状态转换为STOP状态

注：SHUTDOWN状态和STOP状态先会转换为TIDYING状态转换为STOP状态

创建线程池

要创建线程池，必须通过构造函数来进行创建，下面众多构造函数中参数最全的一个：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,//核心线程数
                          int maximumPoolSize,//最大线程数
                          long keepAliveTime,//线程空闲时间
                          TimeUnit unit,//时间单位
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,//任务队列
                          ThreadFactory threadFactory,//线程工厂
                          RejectedExecutionHandler handler//拒绝策略) 
{
    ...
}

corePoolSize：线程池中核心线程数的最大值
maximumPoolSize：线程池中能拥有最多线程数
keepAliveTime：表示空闲线程的存活时间
unit：表示keepAliveTime的时间单位
workQueue：用于缓存任务的缓冲队列，它决定了缓存任务的排队策略
handler：线程池对拒绝任务的处理策略

线程池的工作原理

当调用线程池execute()方法添加一个任务时，线程池会做如下判断：

如果此时线程池中的数量小于corePoolSize，即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务。
如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize，但是缓冲队列 workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。
如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量小于maximumPoolSize，建新的线程来处理被添加的任务。
如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于maximumPoolSize，那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。也就是：处理任务的优先级为：核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程maximumPoolSize，如果三者都满了，使用handler处理被拒绝的任务。
当线程池中的线程数量大于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止。这样，线程池可以动态的调整池中的线程数

当一个线程无事可做，超过一定的时间（keepAliveTime）时，线程池会判断，如果当前运行的线程数大于 corePoolSize，那么这个线程就被停掉。所以线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到 corePoolSize 的大小。

注：如果线程池设置了allowCoreThreadTimeout参数为true（默认false），那么当空闲线程超过keepaliveTime后直接停掉。（不会判断线程数是否大于corePoolSize）即：最终线程数会变为0。

线程池中的三种等待队列

ThreadPoolExecutor线程池推荐了三种等待队列，它们是：SynchronousQueue 、LinkedBlockingQueue 和 ArrayBlockingQueue。

有界队列：

SynchronousQueue ：一个不存储元素的阻塞队列，每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于LinkedBlockingQueue，静态工厂方法 Executors.newCachedThreadPool 使用了这个队列。

ArrayBlockingQueue：一个由数组支持的有界阻塞队列。此队列按 FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。一旦创建了这样的缓存区，就不能再增加其容量。试图向已满队列中放入元素会导致操作受阻塞；试图从空队列中提取元素将导致类似阻塞。

无界队列：

LinkedBlockingQueue：基于链表结构的无界阻塞队列，它可以指定容量也可以不指定容量（实际上任何无限容量的队列/栈都是有容量的，这个容量就是Integer.MAX_VALUE）

PriorityBlockingQueue：是一个按照优先级进行内部元素排序的无界阻塞队列。队列中的元素必须实现 Comparable 接口，这样才能通过实现compareTo()方法进行排序。优先级最高的元素将始终排在队列的头部；PriorityBlockingQueue 不会保证优先级一样的元素的排序。

注意：keepAliveTime和maximumPoolSize及BlockingQueue的类型均有关系。如果BlockingQueue是无界的，那么永远不会触发maximumPoolSize，自然keepAliveTime也就没有了意义。

threadFactory

threadFactory ：指定创建线程的工厂。（可以不指定）

如果不指定线程工厂时，ThreadPoolExecutor 会使用ThreadPoolExecutor.defaultThreadFactory 创建线程。默认工厂创建的线程：同属于相同的线程组，具有同为 Thread.NORM_PRIORITY 的优先级，以及名为 “pool-XXX-thread-” 的线程名（XXX为创建线程时顺序序号），且创建的线程都是非守护进程。

handler 拒绝策略：

handler ：表示当 workQueue 已满，且池中的线程数达到 maximumPoolSize 时，线程池拒绝添加新任务时采取的策略。（可以不指定）

策略	BB
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()	抛出RejectedExecutionException异常。默认策略
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()	由向线程池提交任务的线程来执行该任务
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()	抛弃当前的任务
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()	抛弃最旧的任务（最先提交而没有得到执行的任务）

最科学的的还是 AbortPolicy 提供的处理方式：抛出异常，由开发人员进行处理。

线程池的常用方法

getCorePoolSize()：返回线程池的核心线程数，这个值是一直不变的，返回在构造函数中设置的coreSize大小；
getMaximumPoolSize()：返回线程池的最大线程数，这个值是一直不变的，返回在构造函数中设置的coreSize大小；
getLargestPoolSize()：记录了曾经出现的最大线程个数（水位线）；
getPoolSize()：线程池中当前线程的数量；
getActiveCount()：Returns the approximate（近似） number of threads that are actively executing tasks；
prestartAllCoreThreads()：会启动所有核心线程，无论是否有待执行的任务，线程池都会创建新的线程，直到池中线程数量达到 corePoolSize；
prestartCoreThread()：会启动一个核心线程（同上）；
allowCoreThreadTimeOut(true)：允许核心线程在KeepAliveTime时间后，退出；

Executors

Executors类的底层实现便是ThreadPoolExecutor！ Executors 工厂方法有：

Executors.newCachedThreadPool()：无界线程池，可以进行自动线程回收
Executors.newFixedThreadPool(int)：固定大小线程池
Executors.newSingleThreadExecutor()：单个后台线程

它们均为大多数使用场景预定义了设置。不过在阿里java文档中说明，尽量不要用该类创建线程池。

[(39条消息) ThreadPoolExecutor详解_赶路人儿的博客-CSDN博客_threadpoolexecutor

open in new window

(39条消息) ThreadPoolExecutor使用介绍_wangwenhui11的博客-CSDN博客_threadpoolexecutoropen in new window

ThreadPoolExecutor

ScheduledThreadPoolExecutor

ScheduledThreadPoolExecutor实现了按时间调度来执行任务，具体而言有一下两个方面：

（1）延迟执行任务

public ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit) 

public <V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable, long delay, TimeUnit unit)

（2）周期执行任务

public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit) 
    
public ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command, long initialDelay, long delay, TimeUnit unit)

Java 线程池

# Java 线程池

# Java中的线程池

# ThreadPoolExecutor

# 线程池状态

# 创建线程池

# 线程池的工作原理

# 线程池的常用方法

# Executors

# ThreadPoolExecutor

# ScheduledThreadPoolExecutor

Java 线程池

Java中的线程池

ThreadPoolExecutor

线程池状态

创建线程池

线程池的工作原理

线程池的常用方法

Executors

ThreadPoolExecutor

ScheduledThreadPoolExecutor