【多线程】ThreadPoolExcutor线程池


一、Executors创建线程池

1.newFixedThreadPool

先来看看源码中是怎么构造的:


public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
  return new ThreadPoolExecutor(nThreads, 
  								nThreads,
                                0L, 
                                TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

核心线程数和最大线程数是一样的,且阻塞队列为LinkedBlockingQueue,最大长度为$2^{31}$-1=2147483647,可以看看它的构造方法:

public LinkedBlockingQueue() {
    this(Integer.MAX_VALUE);
}

public LinkedBlockingQueue(int capacity) {
    if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException();
    this.capacity = capacity;
    last = head = new Node<E>(null);
}

2.newSingleThreadExecutor

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
     return new FinalizableDelegatedExecutorService
         (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                 new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
 }

可以看出,与newFixedThreadPool类似,这里核心线程数和最大线程数均为1.
也很明显,如果用newFixedThreadPoolnewSingleThreadExecutor主要问题会出现在阻塞队列过长,堆积的请求处理队列可能会耗费非常大的内存,甚至OOM

3.newCachedThreadPool

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}

4.newScheduledThreadPool

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
          new DelayedWorkQueue());
}

newCachedThreadPoolnewScheduledThreadPool会出问题体现在最大核心线程数都是Integer.MAX_VALUE,可能会创建数量非常多的线程,甚至OOM

二、ThreadPoolExcutor显示创建线程池

1.入参说明

先看看构造方法:

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {...}
  • corePoolSize:核心线程数。线程池维护线程的最少数量。在没有任务执行时线程池的大小。(ps: 在创建ThreadPoolExecutor初期,线程并不会立即启动,而是等到有任务提交时才会启动,除非调用prestartAllCoreThreads

  • maximumPoolSize:线程池维护线程的最大数量。

  • keepAliveTime:线程池维护线程所允许的空闲时间。只有当线程池的线程数 > corePoolSize 时,keepAliveTime 才会起作用。但当 ThreadPoolExecutorallowCoreThreadTimeOut 变量设置为 true 时,核心线程超时后会被回收。

  • unit:线程池维护线程所允许的空闲时间的单位

  • workQueue:阻塞队列。当当前线程数>corePoolSize,新进来的任务会放置在此。常见的有以下几种:

    • ArrayBlockingQueue:是一个有边界的阻塞队列,它的内部实现是一个数组。它的容量在初始化时就确定不变。
    • LinkedBlockingQueue:阻塞队列大小的配置是可选的,其内部实现是一个链表。
    • PriorityBlockingQueue:是一个没有边界的队列,所有插入到PriorityBlockingQueue的对象必须实现java.lang.Comparable接口,队列优先级的排序就是按照我们对这个接口的实现来定义的。
    • SynchronousQueue:队列内部仅允许容纳一个元素。当一个线程插入一个元素后会被阻塞,除非这个元素被另一个线程消费。
  • threadFactory:线程工厂,主要用来创建线程。

  • handler:当线程数达到最大时,新的任务的拒绝策略,包括:

    • 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:只要线程池不关闭,该策略直接在调用者线程中,运行当前被丢弃的任务;

    可以自定义实现RejectedExecutionHandler

2.内部执行流程

"内部执行流程"

1). 线程池刚创建时,里面没有一个线程。任务队列是作为参数传进来的。不过,就算队列里面有任务,线程池也不会马上执行它们。

2). 当调用execute()方法添加一个任务时,线程池会做如下判断:

  • 如果正在运行的线程数小于corePoolSize,那么马上创建线程运行这个任务。
  • 如果正在运行的线程数大于或者等于corePoolSize,那么将这个任务放入队列。
  • 如果这个时候队列满了,而且正在运行的线程数量小于maximumPoolSize,那么还是要创建线程运行这个任务。
  • 如果队列满了,而且正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize,通过 handler所指定的策略来处理此任务。

3). 当一个线程完成任务时,它会从队列中取下一个任务来执行。

4). 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时,那么这个线程会被停用掉,所以线程池的所有任务完成后,它最终会收缩到corePoolSize的大小。


文章作者: zyxelva
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