关于线程池:并发线程池原理与应用

java 线程池常识汇总.

线程池参数含意

  • int corePoolSize

外围线程数,也即失常状况工作线程数

  • int maximumPoolSize,

最大线程数

  • long keepAliveTime,

须要联合阻塞队列来了解:假如阻塞队列的长度是3,外围数是2,最大线程数是5. 运行时是这样的:大于外围数时,会放到阻塞队列外面排队,如果队列满了才会启用新的工作线程,直到达到最大线程数
当达到最大线程数时,如果此时submit到线程池的工作变慢了,外围线程可能应答工作的话,这时线程池会动静缩小工作线程数到外围线程数。这里的keepAliveTime 就是指 除外围线程以外的那几个线程的闲暇工夫。如果大于这个参数所指定的,线程池则会回收这些线程

  • TimeUnit unit,

第三个参数的单位

  • BlockingQueue<Runnable> workQueue,

比外围线程数多进去的线程会进入阻塞队列排队。别用 Executors.newFixedThreadPool 办法结构, 默认指定的阻塞队列(LinkedBlockingQueue)大小是Integer.MAX_VALUE,需显示指定

  • ThreadFactory threadFactory,

用默认的就行,有需要的话辨别下线程名字

  • RejectedExecutionHandler handler

回绝策略:

AbortPolicy(默认): 间接抛异样
DiscardPolicy: 随机抛弃
DiscardOldestPolicy: 抛弃最老的线程
CallerRunsPolicy:将执行权回退给调用者线程。

源码剖析

  • 准备常识(位运算)
  1. 原码(带符号位): 最高位为符号位, 正数为1,负数为0
  2. 反码: 原码除符号位,其余位取反.
  3. 补码(次要用于示意正数): 带符号的正数反码 + 1, 次要为了打消-0,只有正数才用补码示意. refer: https://www.zhihu.com/questio…
  • 线程状态如何保留

线程池中,用前三位代表运行状态,用后29位代表工作线程数.

  // 29 
  private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
  //1(原码示意)左移29位 + (-1)的补码 (32位1), 前三位都为0, 后29位为1 
  private static final int CAPACITY   = (1 << COUNT_BITS) - 1;
  //即取后29位
  private static int workerCountOf(int c)  { return c & CAPACITY; }
  //CAPACITY 取反即前三位是1, 后29位是0, 故任何数与 ~CAPACITY 做与运算都只保留前3位. 
  private static int runStateOf(int c)     { return c & ~CAPACITY; }
  • 工作治理

submit 提交工作后的执行逻辑

        int c = ctl.get();
        //获取后29位线程数,还没超过外围数, 则addWorker 更新线程数(ctl的后29位)
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            if (addWorker(command, true))
                return;
            c = ctl.get();
        }
        //大于core线程数的话从新获取状态,线程池还在运行的话,则将工作放入阻塞队列
        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
            int recheck = ctl.get();
            //线程池不在运行了的话,间接回绝
            if (! isRunning(recheck) && remove(command))
                reject(command);
            else if (workerCountOf(recheck) == 0)
                //第一个线程为空,立刻执行,见Worker类办法
                addWorker(null, false);
        }
        //调用 addWorker 办法,更新ctl 运行线程数 
        else if (!addWorker(command, false))
            reject(command);
  • Worker 线程治理

为了管理工作线程的生命周期, 设计了worker 线程. 值得说一下的是Worker线程是一个AQS, 运行之前会上锁.运行完结之后会解锁
依赖于这一点,再想要中断这些idle线程的时候,能够通过是否可能上锁胜利来判断工作线程是否正在运行.如果中断操作能上锁胜利,则代表
线程没有再运行,这时就能够调用Worker线程的interrupt 办法中断线程,并且在hashSet里remove掉worker线程援用.期待jvm回收

  final void runWorker(Worker w) {
        Thread wt = Thread.currentThread();
        Runnable task = w.firstTask;
        w.firstTask = null;
        w.unlock(); // allow interrupts
        boolean completedAbruptly = true;
        try {
            //getTask 从阻塞队列里阻塞拿到runnable, 而后运行 
            while (task != null || (task = getTask()) != null) {
                //
                w.lock();
                // If pool is stopping, ensure thread is interrupted;
                // if not, ensure thread is not interrupted.  This
                // requires a recheck in second case to deal with
                // shutdownNow race while clearing interrupt
                if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                     (Thread.interrupted() &&
                      runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                    !wt.isInterrupted())
                    wt.interrupt();
                try {
                    beforeExecute(wt, task);
                    Throwable thrown = null;
                    try {
                        //执行队列工作. 
                        task.run();
                    } catch (RuntimeException x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Error x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Throwable x) {
                        thrown = x; throw new Error(x);
                    } finally {
                        afterExecute(task, thrown);
                    }
                } finally {
                    task = null;
                    w.completedTasks++;
                    w.unlock();
                }
            }
            completedAbruptly = false;
        } finally {
            //如果 阻塞队列外面 工作为空, 则执行回收逻辑
            //所有的worker 线程援用会保留在一个hashSet外面,
            processWorkerExit(w, completedAbruptly);
        }
    }
    //中断闲暇线程
    private void interruptIdleWorkers(boolean onlyOne) {
        final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
        mainLock.lock();
        try {
            for (Worker w : workers) {
                Thread t = w.thread;
                //如果工作线程没有中断,并且上锁胜利,那么就执行中断操作 
                if (!t.isInterrupted() && w.tryLock()) {
                    try {
                        t.interrupt();
                    } catch (SecurityException ignore) {
                    } finally {
                        w.unlock();
                    }
                }
                if (onlyOne)
                    break;
            }
        } finally {
            mainLock.unlock();
        }
    }

其余

  • 线程池配多少个好

从教训上讲须要辨别是cpu密集型还是io密集型。 cpu密集型的话,为了防止上下文切换,数量不宜过多,个别为cpu核数 + 1 ;
如果是io密集型的话,能够多点,须要大抵明确 io型工作耗时和cpu密集型工作耗时的比例.

  • 死锁编码和定位

jstack 排查

  • ExecutorService.submit(Runnable task, T result) 应该这样用

result 作为子线程和主线程沟通的桥梁,作为结构参数传入 task中. 子线程能够操作result对象.

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