JAVA多线程:ThreadPoolExecutor(线程池)

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线程池的优点:

线程池的创建:

线程池的实现原理:

线程池代码实现:

饱和策略:


线程池的优点:

1:线程池是稀缺资源,使用线程池可以减少创建和销毁线程的次数,每个工作的线程都可以重复使用。

2:可以根据系统的承受能力,调整线程池中工作线程的数量,防止因为消耗过多内存导致服务器崩溃。

线程池的创建:

corePoolSize:线程池核心线程数量

maximumPoolSize:线程池最大线程数量

keepAliveTime:当活跃线程数大于核心线程数时,空闲的多余线程最大存活时间

unit:存活时间单位

workQueue:存放任务的队列

handler:超出线程范围和队列容量的任务的处理程序

    private static final RejectedExecutionHandler defaultHandler =
        new AbortPolicy();
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
             Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
    }

    //关键初始化判断
    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.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

线程池的实现原理:

提交一个任务到线程池中,线程池的处理流程如下:

1:判断线程池的核心线程是否都在执行任务,如果不是(核心线程空闲或者还有核心线程没有被创建)则创建一个新的工作线程来执行任务。如果核心线程都在执行任务,则进入下一个流程。

2:线程池怕段工作队列是否已经满了,如果工作队列没有满,则将新提交的任务存储在这个工作队列里。如果队列满了,则进入下一个流程中。

3:判断线程池里的线程是否都处于工作状态,如果没有,则创建一个新的工作线程来执行任务。如果已经满了,则交给饱和策略来处理这个任务。

线程池代码实现:

public class ThreadPoolTest implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        try {
            //测试线程休眠
            Thread.sleep(300);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
public class ThreadTest {

    //线程池核心线程数量
    private static final int corePoolSize = 5;
    //线程池最大线程数量
    private static final int maximumPoolSize = 10;
    //当活跃线程数大于核心线程数时,空闲的多余线程最大存活时间
    private static final long keepAliveTime = 60L;

    @Test
    public void threadTest() {

        //存放任务的队列
        LinkedBlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<>(5);
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, TimeUnit.SECONDS, queue);
        for (int i = 0; i < 16; i++) {
            threadPool.execute(
                    new Thread(new ThreadPoolTest(), "Thread".concat(i + "")));
            System.out.println("线程池中活跃的线程数: " + threadPool.getPoolSize());
            if (queue.size() > 0) {
                System.out.println("----------------队列中阻塞的线程数" + queue.size());
            }
        }
        threadPool.shutdown();
    }
}

运行结果:

线程池中活跃的线程数: 1
线程池中活跃的线程数: 2
线程池中活跃的线程数: 3
线程池中活跃的线程数: 4
线程池中活跃的线程数: 5
线程池中活跃的线程数: 5
----------------队列中阻塞的线程数1
线程池中活跃的线程数: 5
----------------队列中阻塞的线程数2
线程池中活跃的线程数: 5
----------------队列中阻塞的线程数3
线程池中活跃的线程数: 5
----------------队列中阻塞的线程数4
线程池中活跃的线程数: 5
----------------队列中阻塞的线程数5
线程池中活跃的线程数: 6
----------------队列中阻塞的线程数5
线程池中活跃的线程数: 7
----------------队列中阻塞的线程数5
线程池中活跃的线程数: 8
----------------队列中阻塞的线程数5
线程池中活跃的线程数: 9
----------------队列中阻塞的线程数5
线程池中活跃的线程数: 10
----------------队列中阻塞的线程数5

java.util.concurrent.RejectedExecutionException: Task Thread[Thread15,5,main] rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@3ce3e8f3[Running, pool size = 10, active threads = 10, queued tasks = 5, completed tasks = 0]

	at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy.rejectedExecution(ThreadPoolExecutor.java:2048)
	at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(ThreadPoolExecutor.java:821)
	at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1372)
	at test.ThreadTest.threadTest(ThreadTest.java:26)
	at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
	at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:57)
	at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
	at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:606)
	at org.junit.runners.model.FrameworkMethod$1.runReflectiveCall(FrameworkMethod.java:50)
	at org.junit.internal.runners.model.ReflectiveCallable.run(ReflectiveCallable.java:12)
	at org.junit.runners.model.FrameworkMethod.invokeExplosively(FrameworkMethod.java:47)
	at org.junit.internal.runners.statements.InvokeMethod.evaluate(InvokeMethod.java:17)
	at org.junit.runners.ParentRunner.runLeaf(ParentRunner.java:325)
	at org.junit.runners.BlockJUnit4ClassRunner.runChild(BlockJUnit4ClassRunner.java:78)
	at org.junit.runners.BlockJUnit4ClassRunner.runChild(BlockJUnit4ClassRunner.java:57)
	at org.junit.runners.ParentRunner$3.run(ParentRunner.java:290)
	at org.junit.runners.ParentRunner$1.schedule(ParentRunner.java:71)
	at org.junit.runners.ParentRunner.runChildren(ParentRunner.java:288)
	at org.junit.runners.ParentRunner.access$000(ParentRunner.java:58)
	at org.junit.runners.ParentRunner$2.evaluate(ParentRunner.java:268)
	at org.junit.runners.ParentRunner.run(ParentRunner.java:363)
	at org.junit.runner.JUnitCore.run(JUnitCore.java:137)
	at com.intellij.junit4.JUnit4IdeaTestRunner.startRunnerWithArgs(JUnit4IdeaTestRunner.java:117)
	at com.intellij.junit4.JUnit4IdeaTestRunner.startRunnerWithArgs(JUnit4IdeaTestRunner.java:42)
	at com.intellij.rt.execution.junit.JUnitStarter.prepareStreamsAndStart(JUnitStarter.java:262)
	at com.intellij.rt.execution.junit.JUnitStarter.main(JUnitStarter.java:84)
	at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
	at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:57)
	at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
	at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:606)
	at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:147)

 运行结果说明:

1:核心线程数量5个;全部线程数量10个;工作队列长度5个

2:通过queue.size()的方法来获取工作队列中的任务数

3:运行原理:

刚创建线程的时候,达到5个核心线程后,先的任务进来不再创建新的线程,而是将任务加入到queue队列中,任务达到队列上限后,新的任务又会创建普通的线程,知道线程达到最大的线程数量10个,后面进来的任务则根据配置的饱和策略来处理,这里使用默认的配置AbortPolicy:直接抛出异常。

饱和策略:

当队列和线程池都满了,说明线程池处于饱和状态,那么必须对新提交的任务采用一种特殊的策略来进行处理。这个策略默认配置是AbortPolicy,表示无法处理新的任务而抛出异常。JAVA提供了4中策略:

  1. AbortPolicy:直接抛出异常(默认)
  2. CallerRunsPolicy:只用调用所在的线程运行任务
  3. DiscardOldestPolicy:丢弃队列里最近的一个任务,并执行当前任务。
  4. DiscardPolicy:不处理,丢弃掉。

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