线程池根本介绍与应用

咱们晓得，在Java中，创建对象，仅仅是在 JVM 的堆里调配一块内存而已；而创立一个线程，却须要调用操作系统内核的 API，而后操作系统要为线程调配一系列的资源，这个老本就很高了，所以线程是一个重量级的对象，应该防止频繁创立和销毁。

所以Java中提供了线程池，其本质就是一个包容多个线程的容器，其中的线程能够重复应用，省去了频繁创立线程对象的操作，无需重复创立线程而耗费过多资源。

JDK线程池相干类

JDK中提供的无关线程池的相干类及其关系如下图：

  • Executor接口：线程池的形象接口，只蕴含一个execute办法。
  • ExecutorService子接口：提供了无关终止线程池和Future返回值的一些办法。
  • AbstractExecutorService抽象类：提供了ExecutorService的一些默认实现。
  • ThreadPoolExecutor类：JDK提供的线程池的实现类。
  • Executors类：线程池工厂类，提供了几种线程池的工厂办法。

上面次要介绍JDK提供的线程池实现类 - ThreadPoolExecutor类。

ThreadPoolExecutor类

Java 提供的线程池相干的工具类中，最外围的是 ThreadPoolExecutor。

构造方法

ThreadPoolExecutor 的构造函数非常复杂，如上面代码所示，这个最齐备的构造函数有 7 个参数。

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

上面一一介绍下参数的含意。

corePoolSize
  • 默认状况下，在创立了线程池后，线程池中的线程数为0，当有工作来之后，才会去创立一个线程来执行工作
  • 当线程池中的线程数目达到corePoolSize后，就进行线程创立，转而会把工作放到工作队列当中期待。
  • 调用prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()办法，能够预创立线程，即在没有工作到来之前就创立corePoolSize个线程或者一个线程
maxPoolSize
  • 当线程数大于或等于外围线程，且工作队列已满时，线程池会创立新的线程，直到线程数量达到maxPoolSize。
  • 如果线程数已等于maxPoolSize，且工作队列已满，则已超出线程池的解决能力，线程池会回绝解决工作而抛出异样。
keepAliveTime & unit

当线程闲暇工夫达到keepAliveTime，单位unit时，该线程会退出，直到线程数量等于corePoolSize。

workQueue

工作队列，一个阻塞队列，用来存储期待执行的工作，倡议workQueue不要应用无界队列，尽量应用有界队列。防止大量工作期待，造成OOM。反对有界的阻塞队列有ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue。

threadFactory

线程工厂，通过这个参数你能够自定义如何创立线程，例如你能够给线程指定一个有意义的名字。

handler

回绝策略。如果线程池中所有的线程都在繁忙，并且工作队列也满了（前提是工作队列是有界队列），那么此时提交工作，线程池就会回绝接管，能够通过 handler 这个参数来指定回绝的策略。ThreadPoolExecutor 曾经提供了以下 4 种策略：

  • ThreadPoolExecutor.AbortPolicy：默认的回绝策略。抛弃工作并抛出RejectedExecutionException异样。
  • ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：抛弃工作，然而不抛出异样。
  • ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：抛弃队列期待最久的工作，而后从新尝试执行工作（反复此过程）
  • ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：间接在execute办法的调用线程中运行被回绝的工作。

罕用办法

提交工作办法

void execute(Runnable command)：提交工作给线程池执行，工作无返回值Future<?> submit(Runnable task)：因为Runnable接口没有返回值，所以Future返回值执行get()办法返回值为null，作用只是期待，相似于join<T> Future<T> submit(Runnable task, T result)：因为Runnable没有返回值，所以额定提供了一个参数，作为返回值。<T> Future<T> submit(Callable<T> task)：提交工作给线程池执行，可能返回执行后果。

其余办法

void allowCoreThreadTimeOut(boolean value)：是否容许外围线程超时，默认false。shutdown（）：敞开线程池，期待工作都执行完shutdownNow（）：敞开线程池，不期待工作执行完，并返回期待执行的工作列表。getTaskCount（）：线程池已执行和未执行的工作总数getCompletedTaskCount（）：已实现的工作数量getPoolSize（）：线程池以后的线程数量getActiveCount（）：以后线程池中正在执行工作的线程数量

线程池工作的执行流程

线程池工作的个别执行流程图如下图所示：

线程池初始化示例

上面是一个线程池初始化的示例，仅供参考

// 初始化示例private static final ThreadPoolExecutor pool;static {    ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("po-detail-pool-%d").build();    pool = new ThreadPoolExecutor(            4,            8,             60L,             TimeUnit.MILLISECONDS,             new LinkedBlockingQueue<>(512),            threadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());    pool.allowCoreThreadTimeOut(true);}

初始化参数含意解释：

  • threadFactory：给出带业务语义的线程命名。
  • corePoolSize：疾速启动4个线程解决该业务，是足够的。
  • maximumPoolSize：IO密集型业务，我的服务器是4C8G的，所以4*2=8。
  • keepAliveTime：服务器资源缓和，让闲暇的线程疾速开释。
  • pool.allowCoreThreadTimeOut(true)：也是为了在能够的时候，让线程开释，开释资源。
  • workQueue：一个工作的执行时长在100~300ms，业务高峰期8个线程，依照10s超时（曾经很高了）。10s钟，8个线程，能够解决10 1000ms / 200ms 8 = 400个工作左右，往上再取一点，512曾经很多了。
  • handler：极其状况下，一些工作只能抛弃，爱护服务端。

线程池应用注意事项

  • 防止应用Executors类创立线程池，会有OOM危险。
  • 创立线程或线程池时请指定有意义的线程名称，不便出错时回溯。即threadFactory参数要结构好。
  • 倡议不同类别的业务用不同的线程池，至于线程池的数量，各自计算各自的，而后去做压测。
  • workQueue不要应用无界队列，尽量应用有界队列。防止大量工作期待，造成OOM。反对有界的阻塞队列有ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue。
  • 如果是资源缓和的利用，应用allowsCoreThreadTimeOut能够进步资源利用率。
  • 尽管应用线程池有多种异样解决的形式，但在工作代码中，应用try-catch最通用，也能给不同工作的异样解决做精细化。
  • 线程池默认的回绝策略会 throw RejectedExecutionException 这是个运行时异样，对于运行时异样编译器并不强制 catch 它，所以开发人员很容易疏忽。因而默认回绝策略要谨慎应用。如果线程池解决的工作十分重要，倡议自定义本人的回绝策略；并且在理论工作中，自定义的回绝策略往往和降级策略配合应用。
  • CPU密集型工作，最大线程数初始值能够配置N+1。I/O密集型工作，最大线程数初始值能够配置2N。之后再能够依据压测来调整。

参考资料

  • 10问10答：你真的理解线程池吗？
  • 图解 | 你管这破玩意叫线程池？
  • Executor与线程池：如何创立正确的线程池？- 极客工夫