非常適合新手學(xué)生的Java線程池超詳細(xì)分析
線程池的好處
- 可以實(shí)現(xiàn)線程的復(fù)用，避免重新創(chuàng)建線程和銷毀線程。創(chuàng)建線程和銷毀線程對(duì)CPU的開銷是很大的。
- 可以限制最大可創(chuàng)建的線程數(shù)，可根據(jù)自己的機(jī)器性能動(dòng)態(tài)調(diào)整線程池參數(shù)，提高應(yīng)用性能。
- 提供定時(shí)執(zhí)行、并發(fā)數(shù)控制等功能。
- 統(tǒng)一管理線程。
創(chuàng)建線程池的五種方式
1：緩存線程池（不推薦）
2：固定容量線程池（不推薦）
3：單個(gè)線程池（不推薦）
4：定時(shí)任務(wù)線程池（不推薦）
5：通過ThreadPoolExecutor構(gòu)造方法創(chuàng)建線程池（阿里巴巴開發(fā)手冊(cè)十分推薦）
前面4種創(chuàng)建線程池的方式都是通過Executors的靜態(tài)方法來創(chuàng)建。
緩存線程池CachedThreadPool
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int finalI = i;
executorService.execute(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"<thread->run>"+ finalI);
}
});
}為什么不推薦使用緩存線程池？
源碼分析
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, 2147483647, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue());
}
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
}通過上面兩個(gè)代碼片段，我們可以看出CachedThreadPool的maximumPoolSize為Integer的最大值2147483647，相當(dāng)于可以無限的創(chuàng)建線程，而創(chuàng)建線程是需要內(nèi)存的，這樣就會(huì)造成內(nèi)存溢出，而且一般的機(jī)器也沒用那么大的內(nèi)存給它創(chuàng)建這么大量的線程。
固定容量線程池FixedThreadPool
newFixedThreadPool(int num)，num就是我們要指定的固定線程數(shù)量
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int finalI = i;
executorService.execute(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"<thread->run>"+ finalI);
}
});
}輸出：
pool-1-thread-5<thread->run>4
pool-1-thread-4<thread->run>3
pool-1-thread-5<thread->run>5
pool-1-thread-3<thread->run>2
pool-1-thread-3<thread->run>8
pool-1-thread-3<thread->run>9
pool-1-thread-2<thread->run>1
pool-1-thread-1<thread->run>0
pool-1-thread-5<thread->run>7
pool-1-thread-4<thread->run>6
可以看出起到了線程的復(fù)用。
為什么FixedThreadPool是固定線程池？
源碼分析
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue());
}通過這個(gè)源碼可以看出，核心線程數(shù)（corePoolSize）和最大線程數(shù)（maximumPoolSize）都為nThreads，因?yàn)橹挥羞@樣，線程池才不會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容，線程數(shù)才固定。
單個(gè)線程池SingleThreadExecutor
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int finalI = i;
executorService.execute(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"<thread->run>"+ finalI);
}
});
}為什么SingleThreadExecutor只含有一個(gè)線程？
源碼分析
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new Executors.FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue()));
}通過這個(gè)源碼可以看出，核心線程數(shù)（corePoolSize）和最大線程數(shù)（maximumPoolSize）都為1，所以它只含有一個(gè)線程。
定時(shí)任務(wù)線程池ScheduledThreadPool
int initDelay=10; //初始化延時(shí)
int period=1;//初始化延遲過了之后，每秒的延時(shí)
ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(10);
scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"<thread->run>");
}
},initDelay,period, TimeUnit.SECONDS);這段代碼的效果是：程序運(yùn)行之后等10秒，然后輸出第一次結(jié)果，之后每隔1秒輸出一次結(jié)果。
為什么不推薦使用ScheduledThreadPool？
源碼分析
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, 2147483647, 10L, TimeUnit.MILLISECONDS, new ScheduledThreadPoolExecutor.DelayedWorkQueue());
}可以看出ScheduledThreadPool的最大線程數(shù)（maximumPoolSize）為Integer的最大值2147483647，相當(dāng)于可以無限的創(chuàng)建線程，而創(chuàng)建線程是需要內(nèi)存的，這樣就會(huì)造成內(nèi)存溢出，而且一般的機(jī)器也沒用那么大的內(nèi)存給它創(chuàng)建這么大量的線程。
ThreadPoolExecutor創(chuàng)建線程池（十分推薦）
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(10, 20,
2L, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(5),
Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
for (int i = 0; i < 12; i++) {
final int finalI = i;
threadPoolExecutor.execute(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"<thread->run>"+ finalI);
}
});
}ThreadPoolExecutor的七個(gè)參數(shù)詳解
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) {
}- corePoolSize：核心線程數(shù)。這些線程一旦被創(chuàng)建不會(huì)被銷毀，是一直存在的。線程池默認(rèn)是沒有線程的，當(dāng)有任務(wù)到來了，就會(huì)通過ThreadFactory去創(chuàng)建線程，并一直存在。
- maximumPoolSize：最大線程數(shù)。非核心線程數(shù)=maximumPoolSize-corePoolSize，非核心線程數(shù)其實(shí)就是可擴(kuò)容的線程數(shù)，可能會(huì)被銷毀。
- keepAliveTime：非核心線程的空閑存活時(shí)間。當(dāng)通過擴(kuò)容生成的非核心線程數(shù)在keepAliveTime這個(gè)時(shí)間后還處于空閑狀態(tài)，則會(huì)銷毀這些非核心線程。
- unit：keepAliveTime的時(shí)間單位，例如：秒
- workQueue：等待區(qū)。當(dāng)來了>corePoolSize的任務(wù)時(shí)會(huì)把任務(wù)存放在workQueue這個(gè)阻塞隊(duì)列中，等待其他線程處理。
- threadFactory：線程工廠。創(chuàng)建線程的一種方式。
- handler：拒絕策略。當(dāng)來了>最大線程數(shù)+workQueue的容量則會(huì)執(zhí)行拒絕策略
workQueue
ArrayBlockingQueue：有界阻塞隊(duì)列。隊(duì)列有大小限制，當(dāng)容量超過時(shí)則會(huì)觸發(fā)擴(kuò)容或者拒絕策略。
public ArrayBlockingQueue(int capacity) {
this(capacity, false);
}LinkedBlockingQueue：無界阻塞隊(duì)列，隊(duì)列無大小限制，可能會(huì)造成內(nèi)存溢出。
public LinkedBlockingQueue() {
this(2147483647);
}handler
AbortPolicy：直接拋異常
public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler {
public AbortPolicy() {
}
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() + " rejected from " + e.toString());
}
}DiscardPolicy：不作任何操作。默默丟棄任務(wù)
public static class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler {
public DiscardPolicy() {
}
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
}
}DiscardOldestPolicy：丟掉存在時(shí)間最長的任務(wù)
public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler {
public DiscardOldestPolicy() {
}
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
if (!e.isShutdown()) {
e.getQueue().poll();
e.execute(r);
}
}
}CallerRunsPolicy：讓提交任務(wù)的線程去處理任務(wù)
public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler {
public CallerRunsPolicy() {
}
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
if (!e.isShutdown()) {
r.run();
}
}
}threadFactory
ThreadFactory threadFactory = Executors.defaultThreadFactory();
threadFactory.newThread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("threadFactory");
}
}).start();如何觸發(fā)拒絕策略和線程池?cái)U(kuò)容？
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(10, 20,
2L, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(5),
Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
for (int i = 0; i < 26; i++) { //并發(fā)數(shù)26
final int finalI = i;
threadPoolExecutor.execute(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"<thread->run>"+ finalI);
}
});
}
/**
* 核心線程數(shù)=10，最大線程數(shù)=20，故可擴(kuò)容線程數(shù)=20-10
* BlockingQueue的大小為5，故等待區(qū)的大小為5，也就是當(dāng)并發(fā)數(shù)<=核心線程數(shù)+5不會(huì)擴(kuò)容，并發(fā)數(shù)大于16才會(huì)擴(kuò)容
*
* 觸發(fā)擴(kuò)容：并發(fā)數(shù)>核心線程數(shù)+阻塞隊(duì)列的大小
* 對(duì)于這段代碼，如果來了26個(gè)并發(fā)，10個(gè)并發(fā)會(huì)被核心線程處理，5個(gè)會(huì)在等待區(qū)，剩下11個(gè)會(huì)因?yàn)榈却齾^(qū)滿了而觸發(fā)擴(kuò)容
* 因?yàn)檫@里最多能夠擴(kuò)容10個(gè)，這里卻是11個(gè)，所以會(huì)觸發(fā)拒絕策略
*/- 為什么這段代碼會(huì)觸發(fā)拒絕策略
對(duì)于這段代碼，如果來了26個(gè)并發(fā)，10個(gè)并發(fā)會(huì)被核心線程處理，5個(gè)會(huì)在等待區(qū)，剩下11個(gè)會(huì)因?yàn)榈却齾^(qū)滿了而觸發(fā)擴(kuò)容，但是又因?yàn)橐驗(yàn)檫@里最多能夠擴(kuò)容10個(gè)，這里卻是11個(gè)，所以會(huì)觸發(fā)拒絕策略。
- 怎么觸發(fā)擴(kuò)容
觸發(fā)擴(kuò)容：并發(fā)數(shù)>核心線程數(shù)（corePoolSize）+阻塞隊(duì)列（workQueue）的大小
- 使用Java純手寫一個(gè)線程池
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