前言

java中經(jīng)常需要用到多線程來處理一些業(yè)務(wù)，我不建議單純使用繼承Thread或者實(shí)現(xiàn)Runnable接口的方式來創(chuàng)建線程，那樣勢必有創(chuàng)建及銷毀線程耗費(fèi)資源、線程上下文切換問題。

同時(shí)創(chuàng)建過多的線程也可能引發(fā)資源耗盡的風(fēng)險(xiǎn)，這個(gè)時(shí)候引入線程池比較合理，方便線程任務(wù)的管理。

java中涉及到線程池的相關(guān)類均在jdk1.5開始的java.util.concurrent包中，涉及到的幾個(gè)核心類及接口包括：

Executor、Executors、ExecutorService、ThreadPoolExecutor、FutureTask、Callable、Runnable等。

一、線程池的創(chuàng)建及重要參數(shù)

線程池可以自動(dòng)創(chuàng)建也可以手動(dòng)創(chuàng)建，自動(dòng)創(chuàng)建體現(xiàn)在Executors工具類中，常見的可以創(chuàng)建newFixedThreadPool、newCachedThreadPool、newSingleThreadExecutor、newScheduledThreadPool；

手動(dòng)創(chuàng)建體現(xiàn)在可以靈活設(shè)置線程池的各個(gè)參數(shù)，體現(xiàn)在代碼中即ThreadPoolExecutor類構(gòu)造器上各個(gè)實(shí)參的不同：

 public static ExecutorService newFixedThreadPool(int var0) {
        return new ThreadPoolExecutor(var0, var0, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue());
  }
	
  public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new Executors.FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue()));
  }
 
  public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, 2147483647, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue());
  }
 
  public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int var0) {
        return new ScheduledThreadPoolExecutor(var0);
  }

（重點(diǎn)）

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

二、ThreadPoolExecutor中重要的幾個(gè)參數(shù)詳解

•  corePoolSize：核心線程數(shù)，也是線程池中常駐的線程數(shù)，線程池初始化時(shí)默認(rèn)是沒有線程的，當(dāng)任務(wù)來臨時(shí)才開始創(chuàng)建線程去執(zhí)行任務(wù)
• maximumPoolSize：最大線程數(shù)，在核心線程數(shù)的基礎(chǔ)上可能會(huì)額外增加一些非核心線程，需要注意的是只有當(dāng)workQueue隊(duì)列填滿時(shí)才會(huì)創(chuàng)建多于corePoolSize的線程(線程池總線程數(shù)不超過maxPoolSize)
• keepAliveTime：非核心線程的空閑時(shí)間超過keepAliveTime就會(huì)被自動(dòng)終止回收掉，注意當(dāng)corePoolSize=maxPoolSize時(shí)，keepAliveTime參數(shù)也就不起作用了(因?yàn)椴淮嬖诜呛诵木€程)；
• unit：keepAliveTime的時(shí)間單位
• workQueue：用于保存任務(wù)的隊(duì)列，可以為無界、有界、同步移交三種隊(duì)列類型之一，當(dāng)池子里的工作線程數(shù)大于corePoolSize時(shí)，這時(shí)新進(jìn)來的任務(wù)會(huì)被放到隊(duì)列中
• threadFactory：創(chuàng)建線程的工廠類，默認(rèn)使用Executors.defaultThreadFactory()，也可以使用guava庫的ThreadFactoryBuilder來創(chuàng)建
• handler：線程池?zé)o法繼續(xù)接收任務(wù)(隊(duì)列已滿且線程數(shù)達(dá)到maximunPoolSize)時(shí)的飽和策略，取值有AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardOldestPolicy、DiscardPolicy
  

 線程池中的線程創(chuàng)建流程圖：

（基于<Java并發(fā)編程的藝術(shù)>一書）

舉個(gè)例子：

現(xiàn)有一個(gè)線程池，corePoolSize=10，maxPoolSize=20，隊(duì)列長度為100，那么當(dāng)任務(wù)過來會(huì)先創(chuàng)建10個(gè)核心線程數(shù)，接下來進(jìn)來的任務(wù)會(huì)進(jìn)入到隊(duì)列中直到隊(duì)列滿了，會(huì)創(chuàng)建額外的線程來執(zhí)行任務(wù)(最多20個(gè)線程)，這個(gè)時(shí)候如果再來任務(wù)就會(huì)執(zhí)行拒絕策略。

三、workQueue隊(duì)列（阻塞隊(duì)列）

SynchronousQueue(同步移交隊(duì)列)：隊(duì)列不作為任務(wù)的緩沖方式，可以簡單理解為隊(duì)列長度為零LinkedBlockingQueue(無界隊(duì)列)：隊(duì)列長度不受限制，當(dāng)請(qǐng)求越來越多時(shí)(任務(wù)處理速度跟不上任務(wù)處理速度造成請(qǐng)求堆積)可能導(dǎo)致內(nèi)存占用過多或OOMArrayBlockintQueue(有界隊(duì)列)：隊(duì)列長度受限，當(dāng)隊(duì)列滿了就需要?jiǎng)?chuàng)建多余的線程來執(zhí)行任務(wù)

四、常見的幾種自動(dòng)創(chuàng)建線程池方式

自動(dòng)創(chuàng)建線程池的幾種方式都封裝在Executors工具類中：

newFixedThreadPool：使用的構(gòu)造方式為new ThreadPoolExecutor(var0, var0, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue())，設(shè)置了corePoolSize=maxPoolSize，keepAliveTime=0(此時(shí)該參數(shù)沒作用)，無界隊(duì)列，任務(wù)可以無限放入，當(dāng)請(qǐng)求過多時(shí)(任務(wù)處理速度跟不上任務(wù)提交速度造成請(qǐng)求堆積)可能導(dǎo)致占用過多內(nèi)存或直接導(dǎo)致OOM異常
newSingleThreadExector：使用的構(gòu)造方式為new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue(), var0)，基本同newFixedThreadPool，但是將線程數(shù)設(shè)置為了1，單線程，弊端和newFixedThreadPool一致

newCachedThreadPool： 使用的構(gòu)造方式為new ThreadPoolExecutor(0, 2147483647, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue())，corePoolSize=0，maxPoolSize為很大的數(shù)，同步移交隊(duì)列，也就是說不維護(hù)常駐線程(核心線程)，每次來請(qǐng)求直接創(chuàng)建新線程來處理任務(wù)，也不使用隊(duì)列緩沖，會(huì)自動(dòng)回收多余線程，由于將maxPoolSize設(shè)置成Integer.MAX_VALUE，當(dāng)請(qǐng)求很多時(shí)就可能創(chuàng)建過多的線程，導(dǎo)致資源耗盡OOM

newScheduledThreadPool：使用的構(gòu)造方式為new ThreadPoolExecutor(var1, 2147483647, 0L, TimeUnit.NANOSECONDS, new ScheduledThreadPoolExecutor.DelayedWorkQueue())，支持定時(shí)周期性執(zhí)行，注意一下使用的是延遲隊(duì)列，弊端同newCachedThreadPool一致

所以根據(jù)上面分析我們可以看到，F(xiàn)ixedThreadPool和SigleThreadExecutor中之所以用LinkedBlockingQueue無界隊(duì)列，是因?yàn)樵O(shè)置了corePoolSize=maxPoolSize，線程數(shù)無法動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，于是就設(shè)置了無界阻塞隊(duì)列來應(yīng)對(duì)不可知的任務(wù)量；而CachedThreadPool則使用的是SynchronousQueue同步移交隊(duì)列，為什么使用這個(gè)隊(duì)列呢？

因?yàn)镃achedThreadPool設(shè)置了corePoolSize=0，maxPoolSize=Integer.MAX_VALUE，來一個(gè)任務(wù)就創(chuàng)建一個(gè)線程來執(zhí)行任務(wù)，用不到隊(duì)列來存儲(chǔ)任務(wù)；SchduledThreadPool用的是延遲隊(duì)列DelayedWorkQueue。在實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)中也是推薦使用手動(dòng)創(chuàng)建線程池的方式，而不用默認(rèn)方式。

關(guān)于這點(diǎn)在《阿里巴巴開發(fā)規(guī)范》中是這樣描述的：

handler拒絕策略

• AbortPolicy：中斷拋出異常
• DiscardPolicy：默默丟棄任務(wù)，不進(jìn)行任何通知
• DiscardOldestPolicy：丟棄掉在隊(duì)列中存在時(shí)間最久的任務(wù)
• CallerRunsPolicy：讓提交任務(wù)的線程去執(zhí)行任務(wù)(對(duì)比前三種比較友好一丟丟

關(guān)閉線程池

• shutdownNow()：立即關(guān)閉線程池(暴力)，正在執(zhí)行中的及隊(duì)列中的任務(wù)會(huì)被中斷，同時(shí)該方法會(huì)返回被中斷的隊(duì)列中的任務(wù)列表
• shutdown()：平滑關(guān)閉線程池，正在執(zhí)行中的及隊(duì)列中的任務(wù)能執(zhí)行完成，后續(xù)進(jìn)來的任務(wù)會(huì)被執(zhí)行拒絕策略i
• sTerminated()：當(dāng)正在執(zhí)行的任務(wù)及對(duì)列中的任務(wù)全部都執(zhí)行（清空）完就會(huì)返回true。

五、線程池實(shí)現(xiàn)線程復(fù)用的原理

   1.線程池里執(zhí)行的是任務(wù),核心邏輯在ThreadPoolExecutor類的execute方法中,同時(shí)ThreadPoolExecutor中維護(hù)了HashSet<Worker> workers;
    2.addWorker()方法來創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù),如果是核心線程的任務(wù),會(huì)賦值給Worker的firstTask屬性;
    3.Worker實(shí)現(xiàn)了Runnable,本質(zhì)上也是任務(wù),核心在run()方法里;
    4.run()方法的執(zhí)行核心runWorker(),自旋拿任務(wù)while (task != null || (task = getTask()) != null)),task是核心線程Worker的firstTask或者getTask();
    5.getTask()的核心邏輯:
            1.若當(dāng)前工作線程數(shù)量大于核心線程數(shù)->說明此線程是非核心工作線程,通過poll()拿任務(wù),未拿到任務(wù)即getTask()返回null,然后會(huì)在processWorkerExit(w, completedAbruptly)方法釋放掉這個(gè)非核心工作線程的引用;
            2.若當(dāng)前工作線程數(shù)量小于核心線程數(shù)->說明此時(shí)線程是核心工作線程,通過take()拿任務(wù)
            3.take()方式取任務(wù),如果隊(duì)列中沒有任務(wù)了會(huì)調(diào)用await()阻塞當(dāng)前線程,直到新任務(wù)到來,所以核心工作線程不會(huì)被回收; 當(dāng)執(zhí)行execute方法里的workQueue.offer(command)時(shí)會(huì)調(diào)用Condition.singal()方法喚醒一個(gè)之前阻塞的線程,這樣核心線程即可復(fù)用
 

六、手動(dòng)創(chuàng)建線程池(推薦)

那么上面說了使用Executors工具類創(chuàng)建的線程池有隱患，那如何使用才能避免這個(gè)隱患呢？對(duì)癥下藥，建立自己的線程工廠類，靈活設(shè)置關(guān)鍵參數(shù)：

//這里默認(rèn)拒絕策略為AbortPolicy
private static ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(10,10,60L, TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue(10));

使用guava包中的ThreadFactoryBuilder工廠類來構(gòu)造線程池:

private static ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder().build();
 
private static ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(10, 10, 60L, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10), threadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

通過guava的ThreadFactory工廠類還可以指定線程組名稱，這對(duì)于后期定位錯(cuò)誤時(shí)也是很有幫助的

ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("thread-pool-d%").build();

七、Springboot中使用線程池

springboot可以說是非常流行了，下面說說如何在springboot中優(yōu)雅的使用線程池

/**
 * @ClassName ThreadPoolConfig
 * @Description 配置類中構(gòu)建線程池實(shí)例，方便調(diào)用
 * @Author ww
 * @Date 2021/5/11
 * Version  1.0
 */
@Configuration
public class ThreadPoolConfig {
    @Bean(value = "threadPoolInstance")
    public ExecutorService createThreadPoolInstance() {
        //通過guava類庫的ThreadFactoryBuilder來實(shí)現(xiàn)線程工廠類并設(shè)置線程名稱
        ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("thread-pool-%d").build();
        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 16, 60L, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(100), threadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
        return threadPool;
    }
}

/**
 * @ClassName ThreadPoolConfig
 * @Description 配置類中構(gòu)建線程池實(shí)例，方便調(diào)用
 * @Author ww
 * @Date 2021/5/11
 * Version  1.0
 */
@Configuration
public class ThreadPoolConfig {
    @Bean(value = "threadPoolInstance")
    public ExecutorService createThreadPoolInstance() {
        //通過guava類庫的ThreadFactoryBuilder來實(shí)現(xiàn)線程工廠類并設(shè)置線程名稱
        ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("thread-pool-%d").build();
        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 16, 60L, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(100), threadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
        return threadPool;
    }
}

其它相關(guān)

在ThreadPoolExecutor類中有兩個(gè)比較重要的方法引起了我的注意：beforeExecute和afterExecute

 protected void beforeExecute(Thread var1, Runnable var2) {
 }
 
 protected void afterExecute(Runnable var1, Throwable var2) {
 }

這兩個(gè)方法是protected修飾的，很顯然是留給開發(fā)人員去重寫方法體實(shí)現(xiàn)自己的業(yè)務(wù)邏輯，非常適合做鉤子函數(shù)，在任務(wù)run方法的前后增加業(yè)務(wù)邏輯，比如添加日志、統(tǒng)計(jì)等。

這個(gè)和我們springmvc中攔截器的preHandle和afterCompletion方法很類似，都是對(duì)方法進(jìn)行環(huán)繞，類似于spring的AOP。

到此這篇關(guān)于淺談Java線程池的7大核心參數(shù)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java線程池核心參數(shù)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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