优雅地使用和理解线程池

使用线程池有以下几个目的

l  线程是稀缺资源,不能频繁的创建。

l  解耦作用;线程的创建与执行完全分开,方便维护。

l  应当将其放入一个池子中,可以给其他任务进行复用。

线程池原理

核心的思想就是把宝贵的资源放到一个池子中;每次使用都从里面获取,用完之后又放回池子供其他人使用。

如何配置线程

在 JDK 1.5 之后推出了相关的 api,常见的创建线程池方式有以下几种:

  Executors.newCachedThreadPool():无限线程池。

l   Executors.newFixedThreadPool(nThreads):创建固定大小的线程池。

l   Executors.newSingleThreadExecutor():创建单个线程的线程池。

查看代码会发现,其实看这三种方式创建的源码就会发现,以上三种都是利用利用 ThreadPoolExecutor 类实现的。

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,

                              int maximumPoolSize,

                              long keepAliveTime,

                              TimeUnit unit,

                              BlockingQueue<Runnable> workQueue) {

        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,

             Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);

}

这几个核心参数的作用:

l   corePoolSize 为线程池的基本大小。

l   maximumPoolSize 为线程池最大线程大小。

l   keepAliveTime 和 unit 则是线程空闲后的存活时间。

l   workQueue 用于存放任务的阻塞队列。

l   handler 当队列和最大线程池都满了之后的饱和策略。

通常我们都是使用:

threadPool.execute(new Job());

这样的方式来提交一个任务到线程池中,所以核心的逻辑就是 execute() 函数了。

在具体分析之前先了解下线程池中所定义的状态,这些状态都和线程的执行密切相关:

    private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;

    private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;

    private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;

    private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;

    private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;

l   RUNNING 

(1)状态说明:自然是运行状态,指可以接受任务执行队列里的任务线程池的初始化状态是RUNNING。换句话说,线程池被一旦被创建,就处于RUNNING状态,并且线程池中的任务数为0

      (2)状态切换:线程池的初始化状态是RUNNING。换句话说,线程池被一旦被创建,就处于RUNNING状态,并且线程池中的任务数为0!

                private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));

l   SHUTDOWN 

(1) 状态说明:线程池处在SHUTDOWN状态时,不接收新任务,但能处理已添加的任务。

(2) 状态切换:调用线程池的shutdown()接口时,线程池由RUNNING -> SHUTDOWN。

l   STOP 

(1) 状态说明:线程池处在STOP状态时,不接收新任务,不处理已添加的任务,并且会中断正在处理的任务。

(2) 状态切换:调用线程池的shutdownNow()接口时,线程池由(RUNNING or SHUTDOWN ) -> STOP。

l   TIDYING 

(1) 状态说明:当所有的任务已终止,任务数量”为0,线程池会变为TIDYING状态。当线程池变为TIDYING状态时,会执行钩子函数terminated()。terminated()在ThreadPoolExecutor类中是空的,若用户想在线程池变为TIDYING时,进行相应的处理;可以通过重载terminated()函数来实现。

(2) 状态切换:当线程池在SHUTDOWN状态下,阻塞队列为空并且线程池中执行的任务也为空时,就会由 SHUTDOWN -> TIDYING。 当线程池在STOP状态下,线程池中执行的任务为空时,就会由STOP -> TIDYING。

l   TERMINATED 终止状态,当执行 terminated() 后会更新为这个状态。

(1) 状态说明:线程池彻底终止,就变成TERMINATED状态。 

(2) 状态切换:线程池处在TIDYING状态时,执行完terminated()之后,就会由 TIDYING -> TERMINATED。

public void execute(Runnable command) {

        if (command == null)

            throw new NullPointerException();

        /*

         * Proceed in 3 steps:

         *

         * 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to

         * start a new thread with the given command as its first

         * task.  The call to addWorker atomically checks runState and

         * workerCount, and so prevents false alarms that would add

         * threads when it shouldn't, by returning false.

         *

         * 2. If a task can be successfully queued, then we still need

         * to double-check whether we should have added a thread

         * (because existing ones died since last checking) or that

         * the pool shut down since entry into this method. So we

         * recheck state and if necessary roll back the enqueuing if

         * stopped, or start a new thread if there are none.

         *

         * 3. If we cannot queue task, then we try to add a new

         * thread.  If it fails, we know we are shut down or saturated

         * and so reject the task.

         */

        int c = ctl.get();//获取当前线程池的状态

        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {//当前线程数量小于 coreSize 时创建一个新的线程运行

            if (addWorker(command, true))

                return;

            c = ctl.get();

        }

        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {//如果当前线程处于运行状态,并且写入阻塞队列成功

            int recheck = ctl.get();

            if (! isRunning(recheck) && remove(command))  //双重检查,再次获取线程状态;如果线程状态变了(非运行状态)就需要从阻塞队列移除任务,并尝试判断线程是否全部执行完毕。同时执行拒绝策略。

                reject(command);

            else if (workerCountOf(recheck) == 0)  //如果当前线程池为空就新创建一个线程并执行。

                addWorker(null, false);

        }

        else if (!addWorker(command, false)) //如果在第三步的判断为非运行状态,尝试新建线程,如果失败则执行拒绝策略

            reject(command);

}

 

如何配置线程

流程聊完了再来看看上文提到了几个核心参数应该如何配置呢?

有一点是肯定的,线程池肯定是不是越大越好。

通常我们是需要根据这批任务执行的性质来确定的。

l   IO 密集型任务:由于线程并不是一直在运行,所以可以尽可能的多配置线程,比如 CPU 个数 * 2

l   CPU 密集型任务(大量复杂的运算)应当分配较少的线程,比如 CPU 个数相当的大小。

当然这些都是经验值,最好的方式还是根据实际情况测试得出最佳配置。

优雅的关闭线程池

有运行任务自然也有关闭任务,从上文提到的 5 个状态就能看出如何来关闭线程池。

其实无非就是两个方法 shutdown()/shutdownNow()

但他们有着重要的区别:

l   shutdown() 执行后停止接受新任务,会把队列的任务执行完毕。

l   shutdownNow() 也是停止接受新任务,但会中断所有的任务,将线程池状态变为 stop。

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转载自www.cnblogs.com/vycz/p/11956587.html