1.通过Executors创立线程池的弊病

在创立线程池的时候,大部分人还是会抉择应用Executors去创立。

上面是创立定长线程池(FixedThreadPool)的一个例子,严格来说,当应用如下代码创立线程池时,是不合乎编程标准的。

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(5); 

起因在于:(摘自阿里编码规约)

线程池不容许应用Executors去创立,而是通过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。

阐明:Executors各个办法的弊病:

1)newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor:

次要问题是沉积的申请解决队列可能会消耗十分大的内存,甚至OOM。

2)newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool:

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。

2.通过ThreadPoolExecutor创立线程池

所以,针对下面的不标准代码,重构为通过ThreadPoolExecutor创立线程池的形式。

/**     * Creates a new {@code ThreadPoolExecutor} with the given initial     * parameters and default thread factory.     *     * @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even     *        if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set     * @param maximumPoolSize the maximum number of threads to allow in the     *        pool     * @param keepAliveTime when the number of threads is greater than     *        the core, this is the maximum time that excess idle threads     *        will wait for new tasks before terminating.     * @param unit the time unit for the {@code keepAliveTime} argument     * @param workQueue the queue to use for holding tasks before they are     *        executed.  This queue will hold only the {@code Runnable}     *        tasks submitted by the {@code execute} method.     * @param handler the handler to use when execution is blocked     *        because the thread bounds and queue capacities are reached     * @throws IllegalArgumentException if one of the following holds:<br>     *         {@code corePoolSize < 0}<br>     *         {@code keepAliveTime < 0}<br>     *         {@code maximumPoolSize <= 0}<br>     *         {@code maximumPoolSize < corePoolSize}     * @throws NullPointerException if {@code workQueue}     *         or {@code handler} is null     */    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,                              int maximumPoolSize,                              long keepAliveTime,                              TimeUnit unit,                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,                              RejectedExecutionHandler handler) {        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,             Executors.defaultThreadFactory(), handler);    } 

ThreadPoolExecutor 是线程池的外围实现。线程的创立和终止须要很大的开销,线程池中事后提供了指定数量的可重用线程,所以应用线程池会节俭系统资源,并且每个线程池都保护了一些根底的数据统计,不便线程的治理和监控。

3.ThreadPoolExecutor参数解释

上面是对其参数的解释,在创立线程池时需依据本人的状况来正当设置线程池。

corePoolSize & maximumPoolSize
外围线程数(corePoolSize)和最大线程数(maximumPoolSize)是线程池中十分重要的两个概念,心愿同学们可能把握。

当一个新工作被提交到池中,如果以后运行线程小于外围线程数(corePoolSize),即便以后有闲暇线程,也会新建一个线程来解决新提交的工作;如果以后运行线程数大于外围线程数(corePoolSize)并小于最大线程数(maximumPoolSize),只有当期待队列已满的状况下才会新建线程。

keepAliveTime & unit
keepAliveTime 为超过 corePoolSize 线程数量的线程最大闲暇工夫,unit 为工夫单位。

期待队列
任何阻塞队列(BlockingQueue)都能够用来转移或保留提交的工作,线程池大小和阻塞队列互相束缚线程池:

1.如果运行线程数小于corePoolSize,提交新工作时就会新建一个线程来运行;

2.如果运行线程数大于或等于corePoolSize,新提交的工作就会入列期待;如果队列已满,并且运行线程数小于maximumPoolSize,也将会新建一个线程来运行;

3.如果线程数大于maximumPoolSize,新提交的工作将会依据回绝策略来解决。

上面来看一下三种通用的入队策略:

1.间接传递:
通过 SynchronousQueue 间接把工作传递给线程。如果以后没可用线程,尝试入队操作会失败,而后再创立一个新的线程。当解决可能具备外部依赖性的申请时,该策略会防止申请被锁定。间接传递通常须要无界的最大线程数(maximumPoolSize),防止回绝新提交的工作。当工作继续达到的平均速度超过可解决的速度时,可能导致线程的有限增长。

2.无界队列:
应用无界队列(如 LinkedBlockingQueue)作为期待队列,当所有的外围线程都在解决工作时, 新提交的工作都会进入队列期待。因而,不会有大于 corePoolSize 的线程会被创立(maximumPoolSize 也将失去作用)。这种策略适宜每个工作都齐全独立于其余工作的状况;例如网站服务器。这种类型的期待队列能够使霎时暴发的高频申请变得平滑。当工作继续达到的平均速度超过可处理速度时,可能导致期待队列有限增长。

3.有界队列:
当应用无限的最大线程数时,有界队列(如 ArrayBlockingQueue)能够避免资源耗尽,然而难以调整和管制。队列大小和线程池大小能够相互作用:应用大的队列和小的线程数能够缩小CPU使用率、系统资源和上下文切换的开销,然而会导致吞吐量变低,如果工作频繁地阻塞(例如被I/O限度),零碎就能为更多的线程调度执行工夫。应用小的队列通常须要更多的线程数,这样能够最大化CPU使用率,但可能会须要更大的调度开销,从而升高吞吐量。

回绝策略

当线程池曾经敞开或达到饱和(最大线程和队列都已满)状态时,新提交的工作将会被回绝。ThreadPoolExecutor 定义了四种回绝策略:

1.AbortPolicy:
默认策略,在须要回绝工作时抛出RejectedExecutionException;

2.CallerRunsPolicy:
间接在 execute 办法的调用线程中运行被回绝的工作,如果线程池曾经敞开,工作将被抛弃;

3.DiscardPolicy:
间接抛弃工作;

4.DiscardOldestPolicy:
抛弃队列中等待时间最长的工作,并执行以后提交的工作,如果线程池曾经敞开,工作将被抛弃。

咱们也能够自定义回绝策略,只须要实现 RejectedExecutionHandler;须要留神的是,回绝策略的运行须要指定线程池和队列的容量。

4.ThreadPoolExecutor创立线程形式

通过上面的demo来理解ThreadPoolExecutor创立线程的过程。

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;import java.util.concurrent.TimeUnit;/** * 测试ThreadPoolExecutor对线程的执行程序 **/public class ThreadPoolSerialTest {    public static void main(String[] args) {        //外围线程数        int corePoolSize = 3;        //最大线程数        int maximumPoolSize = 6;        //超过 corePoolSize 线程数量的线程最大闲暇工夫        long keepAliveTime = 2;        //以秒为工夫单位        TimeUnit unit = TimeUnit.SECONDS;        //创立工作队列,用于寄存提交的期待执行工作        BlockingQueue<Runnable> workQueue = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(2);        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = null;        try {            //创立线程池            threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize,                    maximumPoolSize,                    keepAliveTime,                    unit,                    workQueue,                    new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());            //循环提交工作            for (int i = 0; i < 8; i++) {                //提交工作的索引                final int index = (i + 1);                threadPoolExecutor.submit(() -> {                    //线程打印输出                    System.out.println("大家好,我是线程:" + index);                    try {                        //模仿线程执行工夫,10s                        Thread.sleep(10000);                    } catch (InterruptedException e) {                        e.printStackTrace();                    }                });                //每个工作提交后休眠500ms再提交下一个工作,用于保障提交程序                Thread.sleep(500);            }        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        } finally {            threadPoolExecutor.shutdown();        }    }} 

执行后果:

这里形容一下执行的流程:

  • 首先通过 ThreadPoolExecutor 构造函数创立线程池;
  • 执行 for 循环,提交 8 个工作(恰好等于maximumPoolSize[最大线程数] + capacity[队列大小]);
  • 通过 threadPoolExecutor.submit 提交 Runnable 接口实现的执行工作;
  • 提交第1个工作时,因为以后线程池中正在执行的工作为 0 ,小于 3(corePoolSize 指定),所以会创立一个线程用来执行提交的工作1;
  • 提交第 2, 3 个工作的时候,因为以后线程池中正在执行的工作数量小于等于 3 (corePoolSize 指定),所以会为每一个提交的工作创立一个线程来执行工作;
  • 当提交第4个工作的时候,因为以后正在执行的工作数量为 3 (因为每个线程工作执行工夫为10s,所以提交第4个工作的时候,后面3个线程都还在执行中),此时会将第4个工作寄存到 workQueue 队列中期待执行;
  • 因为 workQueue 队列的大小为 2 ,所以该队列中也就只能保留 2 个期待执行的工作,所以第5个工作也会保留到工作队列中;
  • 当提交第6个工作的时候,因为以后线程池正在执行的工作数量为3,workQueue 队列中存储的工作数量也满了,这时会判断以后线程池中正在执行的工作的数量是否小于6(maximumPoolSize指定);
  • 如果小于 6 ,那么就会新创建一个线程来执行提交的工作 6;
  • 执行第7,8个工作的时候,也要判断以后线程池中正在执行的工作数是否小于6(maximumPoolSize指定),如果小于6,那么也会立刻新建线程来执行这些提交的工作;
  • 此时,6个工作都曾经提交结束,那 workQueue 队列中的期待 工作4 和 工作5 什么时候执行呢?
  • 当工作1执行结束后(10s后),执行工作1的线程并没有被销毁掉,而是获取 workQueue 中的工作4来执行;
  • 当工作2执行结束后,执行工作2的线程也没有被销毁,而是获取 workQueue 中的工作5来执行;

通过下面流程的剖析,也就晓得了之前案例的输入后果的起因。其实,线程池中会线程执行结束后,并不会被立即销毁,线程池中会保留 corePoolSize 数量的线程,当 workQueue 队列中存在工作或者有新提交工作时,那么会通过线程池中已有的线程来执行工作,防止了频繁的线程创立与销毁,而大于 corePoolSize 小于等于 maximumPoolSize 创立的线程,则会在闲暇指定工夫(keepAliveTime)后进行回收。

5.ThreadPoolExecutor回绝策略

在下面的测试中,我设置的执行线程总数恰好等于maximumPoolSize[最大线程数] + capacity[队列大小],因而没有呈现须要执行回绝策略的状况,因而在这里,我再减少一个线程,提交9个工作,来演示不同的回绝策略。

AbortPolicy

CallerRunsPolicy

DiscardPolicy

DiscardOldestPolicy

参考
https://www.jianshu.com/p/7be...
https://www.jianshu.com/p/6f8...

作者:雪山上的蒲公英
起源:cnblogs.com/zjfjava/p/11227456.html