淺談Java ThreadPoolExecutor的使用
一、前言
線程池主要由以下4個核心組件組成。
- 線程池管理器:用于創(chuàng)建并管理線程池
- 工作線程:線程池中執(zhí)行具體任務(wù)的線程
- 任務(wù)接口:用于定義工作線程的調(diào)度和執(zhí)行策略,只有線程實現(xiàn)了該接口,線程中的任務(wù)才能被線程池調(diào)度
- 任務(wù)隊列:放待處理的任務(wù),新的任務(wù)將會不斷被加入隊列中,執(zhí)行完成的任務(wù)將從隊列中移除

二、ThreadPoolExecutor
如下是線程池的構(gòu)造方法
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.acc = System.getSecurityManager() == null ?
null :
AccessController.getContext();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
其中具體參數(shù)含義為:
1.corePoolSize:線程池中核心線程的數(shù)量
2.maximumPoolSize:線程池中最大線程的數(shù)量
3.keepAliveTime:當(dāng)線程數(shù)量超過corePoolSize時,空閑線程的存活時間
4.unit:keepAliveTime的時間單位
5.workQueue:任務(wù)隊列,被提交但尚未被執(zhí)行的任務(wù)存放的地方
6.threadFactory:線程工廠,用于創(chuàng)建線程,可使用默認(rèn)的線程工廠或自定義線程工廠
7.handler:由于任務(wù)過多或其他原因?qū)е戮€程池?zé)o法處理時的任務(wù)拒絕策略
三、構(gòu)造函數(shù)參數(shù)解析
編寫測試類如下:
public class ThreadPoolSerialTest {
public static void main(String[] args) {
//核心線程數(shù)
int corePoolSize = 2;
//最大線程數(shù)
int maximumPoolSize = 4;
//超過corePoolSize線程數(shù)量的線程最大空閑時間
long keepAliveTime = 2;
//以秒為時間單位
TimeUnit unit = TimeUnit.SECONDS;
//創(chuàng)建工作隊列,用于存放提交的等待執(zhí)行任務(wù)
BlockingQueue<Runnable> workQueue = new ArrayBlockingQueue<>(2);
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = null;
try {
// 1.創(chuàng)建線程池
threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize,
maximumPoolSize,
keepAliveTime,
unit,
workQueue,
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
// 2.循環(huán)提交任務(wù)
for (int i = 0; i < 6; i++) {
//提交任務(wù)的索引
final int index = (i+1);
threadPoolExecutor.submit(()->{
//線程打印輸出
System.out.println("大家好,我是線程:"+index);
try {
//模擬線程執(zhí)行時間,10s
Thread.sleep(10000);
System.out.println("線程:"+index+"運(yùn)行完畢");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
//每個任務(wù)提交后休眠500ms再提交下一個任務(wù),用于保證提交順序
Thread.sleep(500);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 3.關(guān)閉線程池
threadPoolExecutor.shutdown();
}
}
}
其中循環(huán)了6次,讓線程池執(zhí)行了6次任務(wù),恰好滿足maximumPoolSize+workQueue容量=并發(fā)執(zhí)行任務(wù)數(shù)。輸出結(jié)果如下:
大家好,我是線程:1
大家好,我是線程:2
大家好,我是線程:5
大家好,我是線程:6
線程:1運(yùn)行完畢
大家好,我是線程:3
線程:2運(yùn)行完畢
大家好,我是線程:4
線程:5運(yùn)行完畢
線程:6運(yùn)行完畢
線程:3運(yùn)行完畢
線程:4運(yùn)行完畢
這段輸出看似沒有規(guī)律,其實這里輸出完全是由線程池控制的;下面就來分行解析輸出:
大家好,我是線程:1
大家好,我是線程:2
大家好,我是線程:5
大家好,我是線程:6
1.全新線程池被創(chuàng)建后,有Runnable或CallBack接口的實現(xiàn)被提交給線程池執(zhí)行;線程池的corePoolSize=2,此時前兩個任務(wù)提交后就立即執(zhí)行,便輸出了線程1 線程2;
2.此時仍繼續(xù)向線程池提交任務(wù),線程池中workQueue容量=2,被加入的任務(wù)存放到任務(wù)隊列中,即把線程3 線程4存放到了任務(wù)隊列中;
3.任務(wù)隊列充滿后,仍繼續(xù)向線程池提交任務(wù),線程池的maximumPoolSize=4,除開核心線程數(shù)2個外還允許創(chuàng)建4-2個線程來執(zhí)行任務(wù),便輸出了線程5 線程6
線程:1運(yùn)行完畢
大家好,我是線程:3
線程:2運(yùn)行完畢
大家好,我是線程:4
1.線程:1運(yùn)行完畢:表示第一個線程任務(wù)執(zhí)行完畢了
2.大家好,我是線程:3:線程1運(yùn)行完畢后,此時線程池中有一個空閑的線程,第一個進(jìn)入任務(wù)隊列中的任務(wù)第一個交給線程處理
3.線程:2運(yùn)行完畢 大家好,我是線程:4 :和上面線程執(zhí)行完畢,任務(wù)對列中任務(wù)執(zhí)行一致
線程:5運(yùn)行完畢
線程:6運(yùn)行完畢
線程:3運(yùn)行完畢
線程:4運(yùn)行完畢
因為每一個任務(wù)的執(zhí)行時間控制的是一樣的,此時輸出的內(nèi)容便是先被線程池執(zhí)行的任務(wù)先執(zhí)行完畢。
四、總結(jié)
線程池剛被創(chuàng)建時,只是向系統(tǒng)申請一個用于執(zhí)行線程隊列和管理線程池的資源。在調(diào)用execute()添加一個任務(wù)時,線程池會按照以下流程執(zhí)行任務(wù):
正在運(yùn)行的線程數(shù)量a:a<corePoolSize,線程池立即創(chuàng)建線程并執(zhí)行任務(wù);若此時a=corePoolSize,則任務(wù)被存放到workQueue任務(wù)隊列中,直到任務(wù)隊列被充滿
任務(wù)隊列workQueue已充滿且正在運(yùn)行的線程數(shù)a:a<maximumPoolSize,線程池立即創(chuàng)建非核心線程并執(zhí)行任務(wù);若有任務(wù)執(zhí)行完畢,該任務(wù)將被線程池隊列中移除,線程池從隊列中取先入隊的任務(wù)執(zhí)行;當(dāng)線程處于空閑狀態(tài)的時間超過keepAliveTime時間時,正在運(yùn)行的線程數(shù)acorePoolSize<a,線程池停止空閑的線程。線程池將任務(wù)執(zhí)行完畢后,線程池會收縮到corePoolSize大小
任務(wù)隊列workQueue已充滿且正在運(yùn)行的線程數(shù)a:a=maximumPoolSize,線程池拒絕執(zhí)行該任務(wù)并拋出RejectExecutionException異常

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