スレッドプールでのスレッドの成長と回復の戦略

学習内容:漫画: スレッドプール、スレッドの成長/リサイクル戦略についての話
今日、WeChat でプッシュしたときにこのような記事を見て、以前学んだスレッドプールの知識を復習しました。

スレッドプール

システムによるスレッドの頻繁な作成と破棄を避けるために、作成されたスレッドを再利用できます。スレッドの作成はスレッドプールからアイドル状態のスレッドを取得することになり、スレッドを閉じることはスレッドをプールに戻すことになります。

スレッドプールの利点は、
まず、リソース消費の削減です。作成されたスレッドを再利用することで、スレッドの作成と破棄のコストを削減します。

2つ目：応答速度の向上。タスクが完了すると、スレッドの作成を待たずにすぐにタスクを実行できます。

3 番目: スレッドの管理性を向上させます。スレッドは希少なリソースです。無制限に作成すると、システムリソースを消費するだけでなく、システムの安定性も低下します。スレッドプールを使用すると、一元的な割り当て、チューニング、監視が可能になります。

JDKスレッドプールのサポートはJava1.5で提供されておりExecutor、これによりスレッドを効果的に管理および制御できます。その本質もスレッドプールです。

Java のスレッドプールのトップレベルインターフェイスは Executor ですが、実際のスレッドプールインターフェイスはのデフォルト実装でありExecutorService、共通クラス Executors で呼び出されます。ExecutorServiceThreadPoolExecutorThreadPoolExecutor

スレッドプール戦略

スレッドプール内のパラメータの意味

ここでスレッドプールについて再理解しましょう！

public ThreadPoolExecutor(
  int corePoolSize,
  int maximumPoolSize,
  long keepAliveTime,
  TimeUnit unit,
  BlockingQueue<Runnable> workQueue,
  ThreadFactory threadFactory,
  RejectedExecutionHandler handler) {
    
    
  // ...
}

corePoolSize：コアスレッド数を示します
maximumPoolSize：最大スレッド数を示し
keepAliveTimeます：コアスレッド数以外のスレッドの最大アイドル生存時間を示します：時間単位を
unit示します：スレッドプールのタスク待ちキューを示します：スレッドファクトリ、スレッドプールに使用されます。スレッドを作成します。スレッドの名前を設定するために使用できます。通常、デフォルトではパラメータは設定されません。keepAliveTime
workQueue
threadFactory

handler: 飽和戦略、スレッドプールがタスクを処理できない場合の拒否方法。これは、タスクキューとスレッドプールの両方が満杯の場合に採用される対処戦略であり、デフォルトでは、新しいタスクを処理できないことを示しますAbordPolicy。そして例外がスローされます ( RejectedExecutionException)。

CallerRunsPolicy: 呼び出し元のスレッドを使用してタスクを処理します。この戦略は、新しいタスクの送信を遅くする単純なフィードバック制御メカニズムを提供します。

DiscardPoliicy：タスクは実行できないため、タスクは削除されます。

DiscardOldestPolicy: キュー内の最新のタスクを破棄し、現在のタスクを実行します。

ここでのパラメータは相互に影響しており、たとえば、workQueue設定が間違っていると役に立たず、maximumPoolSizeスレッドプール内のスレッドが、maximumPoolSizeコアスレッドの数で設定されたスレッド数まで増加することはありません。

スレッドプールでのスレッド成長戦略

スレッドプールの成長戦略は主にこれら 3 つのパラメータに関連します。
corePoolSize：コアスレッド数
maximumPoolSize：最大スレッド数
workQueue：スレッドプールのタスク待ちキュー

ここに画像の説明を挿入

スレッドプールのタスク処理戦略:

現在のスレッドプール内のスレッドの数が未満の場合corePoolSize、タスクが到着するたびに、タスクを実行するためのスレッドが作成されます。

現在のスレッドプールのスレッド数が >= の場合corePoolSize、タスクが到着するたびにタスクキャッシュキューに追加しようとします。追加が成功すると、タスクはアイドル状態のスレッドがそれを取り出すのを待ちます。実行のために; 追加が失敗した場合 (通常、タスクキャッシュキューがいっぱいの場合)、このタスクを実行するための新しいスレッドの作成が試行されます; 現在のスレッドプール内のスレッド数がに達すると、タスク拒否戦略が採用されmaximumPoolSizeます処理用。

スレッドプール内のスレッド数がを超えた場合corePoolSize、スレッドアイドル時間がを超えた場合keepAliveTime、スレッドプール内のスレッド数がを超えなくなるまで、スレッドは終了しますcorePoolSize。コアプール内のスレッド、次にコアプール内のスレッドアイドル時間を超えるとkeepAliveTime、スレッドも終了します。

ここでは、フローチャートを参照して上記のテキストを要約することができます。上の図と組み合わせると、タスクの送信を開始したときにさまざまな状況に遭遇したこと
ここに画像の説明を挿入
がわかります( )ThreadPoolExecutorexecute

スレッド数がコアスレッド数（corePoolSize）に満たない場合は、タスクを処理するためのコアスレッドを多数作成し、

スレッド数がコアスレッド数 ( ) 以上の場合corePoolSize、タスクはタスクキュー ( ) に追加されworkQueue、スレッドプール内のアイドルスレッドは継続的にタスクキューからタスクを取り出して処理します。。

タスクキューがいっぱいで、スレッド数が最大スレッド数 ( )に達していない場合maximumPoolSize、タスクを処理するために非コアスレッドが作成されます。

スレッド数が最大スレッド数を超える場合、飽和戦略が実行されます。

試験結果

そんなスレッドプールの作成コードを見てみましょう！

public static ExecutorService newThreadPool() {
    
    
  return new ThreadPoolExecutor(
    30, 60,
    60L, TimeUnit.MILLISECONDS,
    new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

60L, TimeUnit.MILLISECONDS,コアスレッド数が30 、コアスレッド数以外のスレッドを指す最大スレッド数が60、アイドル生存時間の最大値が60ミリ秒、タスク待ちキューが60ミリ秒となっていることがわかります。スレッドプールはですLinkedBlockingQueue<Runnable>。

スレッドプールのタスク待ちキューはとなっており、ソースコードLinkedBlockingQueue<Runnable>を見てみましょう。LinkedBlockingQueue<Runnable>


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);
}

LinkedBlockingQueueこのことから、パラメーターを渡さない場合、デフォルトで無制限のキューが作成されることがわかります。

この例から、スレッドプールのタスク待機キューは無制限のキューです。つまり、システムメモリが使い果たされない限り、キューがいっぱいになることはありません。

スレッドプール内のスレッドの縮小戦略

スレッドプールで実行されるタスクは常に実行中に終了します。次に、スレッドプール内にアイドル状態のスレッドが多数ある場合、スレッドプールには、スレッドプール内の冗長スレッドを再利用するための特定の縮小戦略も適用されます。

スレッドプール内のスレッドの縮小戦略は、次のパラメータに関連しています。

corePoolSize: コアスレッドの数; :
maximumPoolSizeスレッドプール内のスレッドの最大数; :コアスレッドの数以外のスレッドのアイドル状態の存続期間
keepAliveTime;期間の単位。
unitkeepAliveTime
corePoolSizemaximumPoolSizekeepAliveTime

スレッドプール内のスレッドの数がコアスレッドの数を超えた場合。このとき、タスクの量が減少すると、タスクが実行されずにアイドル状態になっているスレッドが必ず発生します。keepAliveTime&unitこのスレッドのアイドル時間が設定時間を超えた場合、スレッドはリサイクルされます。

なお、スレッドプールについてはスレッドの管理のみを行い、作成されたスレッドについてはいわゆる「コアスレッド」と「非コアスレッド」の区別はなく、スレッドの総数のみを管理します。スレッドプール内のスレッド数がリサイクルされたスレッドの数に達するとcorePoolSize、リサイクルプロセスが停止します。

また、スレッドプール内のコアスレッドの数をallowCoreThreadTimeOut(true)メソッドで設定して、コアスレッドがアイドル状態の場合、keepAliveTime&unit設定された時間を超えるとスレッドをリサイクルする方法もあります。

public void allowCoreThreadTimeOut(boolean value) {
    
    
  if (value && keepAliveTime <= 0)
    throw new IllegalArgumentException("Core threads must have nonzero keep alive times");
  if (value != allowCoreThreadTimeOut) {
    
    
    allowCoreThreadTimeOut = value;
    if (value)
      interruptIdleWorkers();
  }
}

allowCoreThreadTimeOut()設定できるという前提は、keepAliveTime0にすることはできないということです。

隙間をチェックする

待機キューは拒否ポリシーにも影響します

待機キューが無制限キューとして構成されている場合、コアスレッド数から最大スレッド数までのスレッド数の増加に影響するだけでなく、構成された拒否ポリシーが実行されなくなります。

スレッドプール内のワーカースレッドの数がコアスレッドの数に達し、その時点で待機キューがいっぱいの場合にのみ、拒否ポリシーが有効になるためです。

コアスレッドの数を「ウォームアップ」できる

前述したように、デフォルトでは、スレッドプール内のスレッドはタスクに応じて増加します。ただし、必要に応じて、スレッドプールのコアスレッドを事前に準備して、突然の同時実行性の高いタスクに対処することもできます (たとえば、スナップアップシステムではそのようなニーズがよくあります)。

prestartCoreThread()このとき、やを使ってprestartAllCoreThreads()あらかじめ芯糸を作成しておく方法を「プレヒート」といいます。

無制限のキューが必要なシナリオの場合、どうすればよいですか?

要件は変更可能であり、無制限のキューを使用する必要があるシナリオに必ず遭遇するため、このシナリオの構成はmaximumPoolSize無効です。

この時点で、 Executors でスレッドプールを作成するプロセスを参照しnewFixedThreadPool()、一貫性corePoolSizeを保つことができますmaximumPoolSize。

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

このときのコアスレッド数は最大スレッド数となり、この数まで増加した場合のみタスクは待機キューに入れられ、設定したスレッド数が確実に使用されるようになります。