Java线程池学习
众所周知,Java不仅提供了线程,也提供了线程池库给我们使用,那么今天来学学线程池的具体使用以及线程池基本实现原理分析。
ThreadPoolExecutor
ThreadPoolExecutor的构造方法:
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, RejectedExecutionHandler handler) { this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, Executors.defaultThreadFactory(), handler); }
参数解释如下:
- corePoolSize : 核心池大小,即线程的数量
- maximumPoolSize : 线程池最大数量
- keepAliveTime : 线程池中的线程的保活时间,超时后线程会退出直到线程池中的线程数量等于corePoolSize,如果allowCoreThreadTimeout为true,线程数量会降为0
- workQueue:线程池采用的缓冲队列,常用的有:java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue
- handler:当线程池中线程数量达到maximumPoolSize时,仍有任务需要创建线程来完成,则handler采取相应的策略,默认的ThreadPoolExecutor.AbortPolicy(),即会抛弃该任务。
线程池中可能的几种状态:
当线程数量小于corePoolSize时,任务来时会创建新的线程来处理,并把该线程加入线程队列中(实际上是一个hashset)(此步骤需要获取全局锁,ReentryLock)
- 如果当前线程数量达到了corePoolSize,任务来时将任务加入BlockingQueue
- 如果任务列队满了无法加入新的任务时,会创建新的线程(同样需要获取全局锁)
如果线程池数量达到maximumPoolSize,并且任务队列已满,新的任务将被拒绝
注意:获取全局锁是一个非常影响性能的因素,所以线程池会尽量执行第二步,因为此步骤不需要获取全局锁。
各种任务队列(BlockingQueue)的区别
ArrayBlockingQueue: 基于数组的有界阻塞队列,FIFO
LinkedBlockingQueue:基于链表的无界阻塞队列,FIFO,吞吐量高于ArrayBlockingQueue,Executors.newFixedThreadPool()使用了该队列
SynchronousQueue:一个不存储元素的队列,一进一出吞吐量高于LinkedBlockingQueue,Executors.newCachedThreadPool()使用了该队列
PriorityBlockingQueue:阻塞优先队列
RejectedExecutionHandler饱和拒绝策略
- AbortPolicy:直接抛出异常
- CallerRunsPolicy:只用调用者所在线程来运行任务
- DiscardOldestPolicy:丢弃队列里最近的任务,并执行当前任务
- DiscardPolicy:不处理,不丢弃
提交一个任务
两种方式:
threadPool.submit(new Runnable() { @Override public void run() { // } });
上面是第一种,通过submit方法提交,该方法有返回值,返回类型是Future<?>类型,
threadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { // } });
上面是第二种,通过execute执行,无返回值。
关闭线程池
shutdown()和showdownNow()两种方法,都是调用了interruptIdleWorkers()方法去遍历线程池中的工作线程,然后去打断它们,代码如下:
private void interruptIdleWorkers(boolean onlyOne) { final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { for (Worker w : workers) { Thread t = w.thread; if (!t.isInterrupted() && w.tryLock()) { try { //中断线程 t.interrupt(); } catch (SecurityException ignore) { } finally { w.unlock(); } } if (onlyOne) break; } } finally { mainLock.unlock(); }}
不同的是shutdown是把线程的状态置为SHUTDOWN而shutdownNow是STOP。
调优
- 尽量使用有界队列
- 线程池中的线程数量应该根据场景来合理配置,例如CPU密集型的任务就应该配置尽量少的线程数量
Executors工具类
主要介绍工具类Executors创建的三种线程池:
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();ExecutorService executorService1 = Executors.newFixedThreadPool(10);ExecutorService executorService2 = Executors.newCachedThreadPool();
FixedThreadPool
源码如下:
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());}
可以看出core和max数量是一样的,因为使用的LinkedBlockingQueue是无界阻塞队列,因此达到coreSize后不会继续创建线程而是阻塞在队列那了。
SingleThreadExecutor
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));}
只创建一个线程的线程池。
CachedThreadPool
public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>());}
使用了SynchronousQueue这个没有容量的阻塞队列,线程池的coreSize为0,maxSize为无限大,所以当生产者提供任务的速度大于消费者处理任务的时候,可能会无线创建线程,从而导致系统资源(CPU,内存等)耗竭。
Java线程池学习
众所周知,Java不仅提供了线程,也提供了线程池库给我们使用,那么今天来学学线程池的具体使用以及线程池基本实现原理分析。
ThreadPoolExecutor
ThreadPoolExecutor的构造方法:
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, RejectedExecutionHandler handler) { this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, Executors.defaultThreadFactory(), handler); }
参数解释如下:
- corePoolSize : 核心池大小,即线程的数量
- maximumPoolSize : 线程池最大数量
- keepAliveTime : 线程池中的线程的保活时间,超时后线程会退出直到线程池中的线程数量等于corePoolSize,如果allowCoreThreadTimeout为true,线程数量会降为0
- workQueue:线程池采用的缓冲队列,常用的有:java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue
- handler:当线程池中线程数量达到maximumPoolSize时,仍有任务需要创建线程来完成,则handler采取相应的策略,默认的ThreadPoolExecutor.AbortPolicy(),即会抛弃该任务。
线程池中可能的几种状态:
当线程数量小于corePoolSize时,任务来时会创建新的线程来处理,并把该线程加入线程队列中(实际上是一个hashset)(此步骤需要获取全局锁,ReentryLock)
- 如果当前线程数量达到了corePoolSize,任务来时将任务加入BlockingQueue
- 如果任务列队满了无法加入新的任务时,会创建新的线程(同样需要获取全局锁)
如果线程池数量达到maximumPoolSize,并且任务队列已满,新的任务将被拒绝
注意:获取全局锁是一个非常影响性能的因素,所以线程池会尽量执行第二步,因为此步骤不需要获取全局锁。
各种任务队列(BlockingQueue)的区别
ArrayBlockingQueue: 基于数组的有界阻塞队列,FIFO
LinkedBlockingQueue:基于链表的无界阻塞队列,FIFO,吞吐量高于ArrayBlockingQueue,Executors.newFixedThreadPool()使用了该队列
SynchronousQueue:一个不存储元素的队列,一进一出吞吐量高于LinkedBlockingQueue,Executors.newCachedThreadPool()使用了该队列
PriorityBlockingQueue:阻塞优先队列
RejectedExecutionHandler饱和拒绝策略
- AbortPolicy:直接抛出异常
- CallerRunsPolicy:只用调用者所在线程来运行任务
- DiscardOldestPolicy:丢弃队列里最近的任务,并执行当前任务
- DiscardPolicy:不处理,不丢弃
提交一个任务
两种方式:
threadPool.submit(new Runnable() { @Override public void run() { // } });
上面是第一种,通过submit方法提交,该方法有返回值,返回类型是Future<?>类型,
threadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { // } });
上面是第二种,通过execute执行,无返回值。
关闭线程池
shutdown()和showdownNow()两种方法,都是调用了interruptIdleWorkers()方法去遍历线程池中的工作线程,然后去打断它们,代码如下:
private void interruptIdleWorkers(boolean onlyOne) { final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { for (Worker w : workers) { Thread t = w.thread; if (!t.isInterrupted() && w.tryLock()) { try { //中断线程 t.interrupt(); } catch (SecurityException ignore) { } finally { w.unlock(); } } if (onlyOne) break; } } finally { mainLock.unlock(); }}
不同的是shutdown是把线程的状态置为SHUTDOWN而shutdownNow是STOP。
调优
- 尽量使用有界队列
- 线程池中的线程数量应该根据场景来合理配置,例如CPU密集型的任务就应该配置尽量少的线程数量
Executors工具类
主要介绍工具类Executors创建的三种线程池:
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();ExecutorService executorService1 = Executors.newFixedThreadPool(10);ExecutorService executorService2 = Executors.newCachedThreadPool();
FixedThreadPool
源码如下:
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());}
可以看出core和max数量是一样的,因为使用的LinkedBlockingQueue是无界阻塞队列,因此达到coreSize后不会继续创建线程而是阻塞在队列那了。
SingleThreadExecutor
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));}
只创建一个线程的线程池。
CachedThreadPool
public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>());}
使用了SynchronousQueue这个没有容量的阻塞队列,线程池的coreSize为0,maxSize为无限大,所以当生产者提供任务的速度大于消费者处理任务的时候,可能会无线创建线程,从而导致系统资源(CPU,内存等)耗竭。