关于java:Java多线程快三最快回本方法81512073

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相熟 Java 多线程编程的同学都晓得，当咱们线程创立过多时，容易引发内存溢出，因而咱们就有必要应用线程池的技术了。

目录

1 线程池的劣势

2 线程池的应用

3 线程池的工作原理

4 线程池的参数

4.1 工作队列（workQueue）

4.2 线程工厂（threadFactory）

4.3 回绝策略（handler）

5 性能线程池

5.1 定长线程池（FixedThreadPool）

5.2 定时线程池（ScheduledThreadPool）

5.3 可缓存线程池（CachedThreadPool）

5.4 单线程化线程池（SingleThreadExecutor）

5.5 比照

6 总结

参考

1 线程池的劣势

总体来说，线程池有如下的劣势：

（1）升高资源耗费。通过反复利用已创立的线程升高线程创立和销毁造成的耗费。

（2）进步响应速度。当工作达到时，工作能够不须要等到线程创立就能立刻执行。

（3）进步线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限度的创立，不仅会耗费系统资源，还会升高零碎的稳定性，应用线程池能够进行对立的调配，调优和监控。

2 线程池的应用

线程池的真正实现类是ThreadPoolExecutor，其构造方法有如下 4 种：



1.  public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
    
2.   int maximumPoolSize,
    
3.   long keepAliveTime,
    
4.   TimeUnit unit,
    
5.   BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
    
6.      this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
    
7.           Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
    
8.  }
    

10.  public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
    
11.   int maximumPoolSize,
    
12.   long keepAliveTime,
    
13.   TimeUnit unit,
    
14.   BlockingQueue<Runnable> workQueue,
    
15.   ThreadFactory threadFactory) {
    
16.      this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
    
17.           threadFactory, defaultHandler);
    
18.  }
    

20.  public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
    
21.   int maximumPoolSize,
    
22.   long keepAliveTime,
    
23.   TimeUnit unit,
    
24.   BlockingQueue<Runnable> workQueue,
    
25.   RejectedExecutionHandler handler) {
    
26.      this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
    
27.           Executors.defaultThreadFactory(), handler);
    
28.  }
    

30.  public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
    
31.   int maximumPoolSize,
    
32.   long keepAliveTime,
    
33.   TimeUnit unit,
    
34.   BlockingQueue<Runnable> workQueue,
    
35.   ThreadFactory threadFactory,
    
36.   RejectedExecutionHandler handler) {
    
37.      if (corePoolSize < 0 ||
    
38.          maximumPoolSize <= 0 ||
    
39.          maximumPoolSize < corePoolSize ||
    
40.          keepAliveTime < 0)
    
41.          throw new IllegalArgumentException();
    
42.      if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
    
43.          throw new NullPointerException();
    
44.      this.corePoolSize = corePoolSize;
    
45.      this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    
46.      this.workQueue = workQueue;
    
47.      this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    
48.      this.threadFactory = threadFactory;
    
49.      this.handler = handler;
    
50.  }

能够看到，其须要如下几个参数：

  • corePoolSize（必须）：外围线程数。默认状况下，外围线程会始终存活，然而当将 allowCoreThreadTimeout 设置为 true 时，外围线程也会超时回收。
  • maximumPoolSize（必须）：线程池所能包容的最大线程数。当沉闷线程数达到该数值后，后续的新工作将会阻塞。
  • keepAliveTime（必须）：线程闲置超时时长。如果超过该时长，非核心线程就会被回收。如果将 allowCoreThreadTimeout 设置为 true 时，外围线程也会超时回收。
  • unit（必须）：指定 keepAliveTime 参数的工夫单位。罕用的有：TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）、TimeUnit.SECONDS（秒）、TimeUnit.MINUTES（分）。
  • workQueue（必须）：工作队列。通过线程池的 execute()办法提交的 Runnable 对象将存储在该参数中。其采纳阻塞队列实现。
  • threadFactory（可选）：线程工厂。用于指定为线程池创立新线程的形式。
  • handler（可选）：回绝策略。当达到最大线程数时须要执行的饱和策略。

线程池的应用流程如下：



1.  // 创立线程池
    
2.  ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,
    
3.                                               MAXIMUM_POOL_SIZE,
    
4.                                               KEEP_ALIVE,
    
5.                                               TimeUnit.SECONDS,
    
6.                                               sPoolWorkQueue,
    
7.                                               sThreadFactory);
    
8.  // 向线程池提交工作
    
9.  threadPool.execute(new Runnable() {
    
10.      @Override
    
11.      public void run() {
    
12.          ... // 线程执行的工作
    
13.      }
    
14.  });
    
15.  // 敞开线程池
    
16.  threadPool.shutdown(); // 设置线程池的状态为 SHUTDOWN，而后中断所有没有正在执行工作的线程
    
17.  threadPool.shutdownNow(); // 设置线程池的状态为 STOP，而后尝试进行所有的正在执行或暂停工作的线程，并返回期待执行工作的列表

3 线程池的工作原理

上面来形容一下线程池工作的原理，同时对下面的参数有一个更深的理解。其工作原理流程图如下：

通过上图，置信大家曾经对所有参数有个理解了。上面再对工作队列、线程工厂和回绝策略做更多的阐明。

4 线程池的参数

4.1 工作队列（workQueue）

工作队列是基于阻塞队列实现的，即采纳生产者消费者模式，在 Java 中须要实现 BlockingQueue 接口。但 Java 曾经为咱们提供了 7 种阻塞队列的实现：

  1. ArrayBlockingQueue：一个由数组构造组成的有界阻塞队列（数组构造可配合指针实现一个环形队列）。
  2. LinkedBlockingQueue：一个由链表构造组成的有界阻塞队列，在未指明容量时，容量默认为Integer.MAX_VALUE。
  3. PriorityBlockingQueue：一个反对优先级排序的无界阻塞队列，对元素没有要求，能够实现 Comparable 接口也能够提供 Comparator 来对队列中的元素进行比拟。跟工夫没有任何关系，仅仅是依照优先级取工作。
  4. DelayQueue：相似于 PriorityBlockingQueue，是二叉堆实现的无界优先级阻塞队列。要求元素都实现Delayed 接口，通过执行时延从队列中提取工作，工夫没到工作取不进去。
  5. SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列，消费者线程调用 take()办法的时候就会产生阻塞，直到有一个生产者线程生产了一个元素，消费者线程就能够拿到这个元素并返回；生产者线程调用 put()办法的时候也会产生阻塞，直到有一个消费者线程生产了一个元素，生产者才会返回。
  6. LinkedBlockingDeque：应用双向队列实现的有界双端阻塞队列。双端意味着能够像一般队列一样 FIFO（先进先出），也能够像栈一样 FILO（先进后出）。
  7. LinkedTransferQueue：它是 ConcurrentLinkedQueue、LinkedBlockingQueue 和SynchronousQueue的结合体，然而把它用在 ThreadPoolExecutor 中，和 LinkedBlockingQueue 行为统一，然而是无界的阻塞队列。

留神有界队列和无界队列的区别：如果应用有界队列，当队列饱和时并超过最大线程数时就会执行回绝策略；而如果应用无界队列，因为工作队列永远都能够增加工作，所以设置 maximumPoolSize 没有任何意义。

4.2 线程工厂（threadFactory）

线程工厂指定创立线程的形式，须要实现 ThreadFactory 接口，并实现 newThread(Runnable r) 办法。该参数能够不必指定，Executors 框架曾经为咱们实现了一个默认的线程工厂：



1.  /**
    
2.   * The default thread factory.
    
3.   */
    
4.  private static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {5.      private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);
    
6.      private final ThreadGroup group;
    
7.      private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
    
8.      private final String namePrefix;
    

10.      DefaultThreadFactory() {11.          SecurityManager s = System.getSecurityManager();
    
12.          group = (s != null) ? s.getThreadGroup() :
    
13.                                Thread.currentThread().getThreadGroup();
    
14.          namePrefix = "pool-" +
    
15.                        poolNumber.getAndIncrement() +
    
16.                       "-thread-";
    
17.      }
    

19.      public Thread newThread(Runnable r) {
    
20.          Thread t = new Thread(group, r,
    
21.                                namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),
    
22.                                0);
    
23.          if (t.isDaemon())
    
24.              t.setDaemon(false);
    
25.          if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
    
26.              t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
    
27.          return t;
    
28.      }
    
29.  }

4.3 回绝策略（handler）

当线程池的线程数达到最大线程数时，须要执行回绝策略。回绝策略须要实现 RejectedExecutionHandler 接口，并实现 rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) 办法。不过 Executors 框架曾经为咱们实现了 4 种回绝策略：

  1. AbortPolicy（默认）：抛弃工作并抛出 RejectedExecutionException 异样。
  2. CallerRunsPolicy：由调用线程解决该工作。
  3. DiscardPolicy：抛弃工作，然而不抛出异样。能够配合这种模式进行自定义的解决形式。
  4. DiscardOldestPolicy：抛弃队列最早的未解决工作，而后从新尝试执行工作。

5 性能线程池

嫌下面应用线程池的办法太麻烦？其实 Executors 曾经为咱们封装好了 4 种常见的性能线程池，如下：

  • 定长线程池（FixedThreadPool）
  • 定时线程池（ScheduledThreadPool）
  • 可缓存线程池（CachedThreadPool）
  • 单线程化线程池（SingleThreadExecutor）

5.1 定长线程池（FixedThreadPool）

创立办法的源码：



1.  public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    
2.      return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
    
3.                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
    
4.                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    
5.  }
    
6.  public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
    
7.      return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
    
8.                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
    
9.                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
    
10.                                    threadFactory);
    
11.  }
  • 特点：只有外围线程，线程数量固定，执行完立刻回收，工作队列为链表构造的有界队列。
  • 利用场景：控制线程最大并发数。

应用示例：



1.  // 1. 创立定长线程池对象 & 设置线程池线程数量固定为 3
    
2.  ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
    
3.  // 2. 创立好 Runnable 类线程对象 & 需执行的工作
    
4.  Runnable task =new Runnable(){5.    public void run() {6.       System.out.println("执行工作啦");
    
7.    }
    
8.  };
    
9.  // 3. 向线程池提交工作
    
10.  fixedThreadPool.execute(task);

5.2 定时线程池（ScheduledThreadPool）

创立办法的源码：



1.  private static final long DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS = 10L;
    

3.  public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {4.      return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
    
5.  }
    
6.  public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
    
7.      super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
    
8.            DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
    
9.            new DelayedWorkQueue());
    
10.  }
    

12.  public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(13.          int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {14.      return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory);
    
15.  }
    
16.  public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
    
17.   ThreadFactory threadFactory) {
    
18.      super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
    
19.            DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
    
20.            new DelayedWorkQueue(), threadFactory);
    
21.  }
  • 特点：外围线程数量固定，非核心线程数量有限，执行完闲置 10ms 后回收，工作队列为延时阻塞队列。
  • 利用场景：执行定时或周期性的工作。

应用示例：



1.  // 1. 创立 定时线程池对象 & 设置线程池线程数量固定为 5
    
2.  ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    
3.  // 2. 创立好 Runnable 类线程对象 & 需执行的工作
    
4.  Runnable task =new Runnable(){5.    public void run() {6.       System.out.println("执行工作啦");
    
7.    }
    
8.  };
    
9.  // 3. 向线程池提交工作
    
10.  scheduledThreadPool.schedule(task, 1, TimeUnit.SECONDS); // 提早 1s 后执行工作
    
11.  scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(task,10,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);// 提早 10ms 后、每隔 1000ms 执行工作

5.3 可缓存线程池（CachedThreadPool）

创立办法的源码：



1.  public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    
2.      return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
    
3.                                    60L, TimeUnit.SECONDS,
    
4.                                    new SynchronousQueue<Runnable>());
    
5.  }
    
6.  public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {
    
7.      return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
    
8.                                    60L, TimeUnit.SECONDS,
    
9.                                    new SynchronousQueue<Runnable>(),
    
10.                                    threadFactory);
    
11.  }
  • 特点：无外围线程，非核心线程数量有限，执行完闲置 60s 后回收，工作队列为不存储元素的阻塞队列。
  • 利用场景：执行大量、耗时少的工作。

应用示例：



1.  // 1. 创立可缓存线程池对象
    
2.  ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
    
3.  // 2. 创立好 Runnable 类线程对象 & 需执行的工作
    
4.  Runnable task =new Runnable(){5.    public void run() {6.       System.out.println("执行工作啦");
    
7.    }
    
8.  };
    
9.  // 3. 向线程池提交工作
    
10.  cachedThreadPool.execute(task);

5.4 单线程化线程池（SingleThreadExecutor）

创立办法的源码：



1.  public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    
2.      return new FinalizableDelegatedExecutorService
    
3.          (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
    
4.                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
    
5.                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    
6.  }
    
7.  public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
    
8.      return new FinalizableDelegatedExecutorService
    
9.          (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
    
10.                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
    
11.                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
    
12.                                  threadFactory));
    
13.  }
  • 特点：只有 1 个外围线程，无非外围线程，执行完立刻回收，工作队列为链表构造的有界队列。
  • 利用场景：不适宜并发但可能引起 IO 阻塞性及影响 UI 线程响应的操作，如数据库操作、文件操作等。

应用示例：



1.  // 1. 创立单线程化线程池
    
2.  ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
    
3.  // 2. 创立好 Runnable 类线程对象 & 需执行的工作
    
4.  Runnable task =new Runnable(){5.    public void run() {6.       System.out.println("执行工作啦");
    
7.    }
    
8.  };
    
9.  // 3. 向线程池提交工作
    
10.  singleThreadExecutor.execute(task);

5.5 比照

6 总结

Executors 的 4 个性能线程池尽管不便，但当初曾经不倡议应用了，而是倡议间接通过应用 ThreadPoolExecutor 的形式，这样的解决形式让写的同学更加明确线程池的运行规定，躲避资源耗尽的危险。

其实 Executors 的 4 个性能线程有如下弊病：

  • FixedThreadPool和SingleThreadExecutor：次要问题是沉积的申请解决队列均采纳LinkedBlockingQueue，可能会消耗十分大的内存，甚至 OOM。
  • CachedThreadPool和ScheduledThreadPool：次要问题是线程数最大数是Integer.MAX_VALUE，可能会创立数量十分多的线程，甚至 OOM。

正文完
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发表至： java
2020-12-26
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