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小伙子你懂线程池的创建吗

jiezi

为什么阿里巴巴要禁用 Executors 创立线程池？看阿里巴巴开发手册并发编程这块有一条：线程池不容许应用 Executors 去创立，而是通过 ThreadPoolExecutor 的形式，通过源码剖析禁用的起因

一、线程池的定义

治理一组工作线程。通过线程池复用线程有以下几点长处：

  • 缩小资源创立 => 缩小内存开销，创立线程占用内存
  • 升高零碎开销 => 创立线程须要工夫，会提早解决的申请
  • 进步稳固稳定性 => 防止有限创立线程引起的OutOfMemoryError【简称 OOM】

二、Executors 创立线程池的形式

依据返回的对象类型创立线程池能够分为三类：

  • 创立返回 ThreadPoolExecutor 对象
  • 创立返回 ScheduleThreadPoolExecutor 对象
  • 创立返回 ForkJoinPool 对象

三、ThreadPoolExecutor 对象

因为这些创立线程池的静态方法都是返回 ThreadPoolExecutor 对象，和咱们手动创立 ThreadPoolExecutor 对象的区别就是咱们不须要本人传构造函数的参数。ThreadPoolExecutor的构造函数共有四个，但最终调用的都是同一个：

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

结构函数参数阐明：

  • corePoolSize => 线程池外围线程数量
  • maximumPoolSize => 线程池最大数量
  • keepAliveTime => 闲暇线程存活工夫
  • unit => 工夫单位
  • workQueue => 线程池所应用的缓冲队列
  • threadFactory => 线程池创立线程应用的工厂
  • handler => 线程池对回绝工作的解决策略

四、线程池执行工作逻辑和线程池参数的关系

<img src=”https://tva1.sinaimg.cn/large/007S8ZIlgy1ggm9avnt4pj30lp0ak74g.jpg” alt=”image-20200205095809050″ style=”zoom:50%;” />

执行逻辑阐明：

  • 判断外围线程数是否已满，外围线程数大小和 corePoolSize 参数无关，未满则创立线程执行工作
  • 若外围线程池已满，判断队列是否满，队列是否满和 workQueue 参数无关，若未满则退出队列中
  • 若队列已满，判断线程池是否已满，线程池是否已满和 maximumPoolSize 参数无关，若未满创立线程执行工作
  • 若线程池已满，则采纳回绝策略解决无奈执执行的工作，回绝策略和 handler 参数无关

五、Executors 创立返回 ThreadPoolExecutor 对象

Executors创立返回 ThreadPoolExecutor 对象的办法共有三种：

  • Executors#newCachedThreadPool => 创立可缓存的线程池
  • Executors#newSingleThreadExecutor => 创立单线程的线程池
  • Executors#newFixedThreadPool => 创立固定长度的线程池
5.1Executors#newCachedThreadPool 办法
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}
  • CachedThreadPool是一个依据须要创立新线程的线程池
  • corePoolSize => 0，外围线程池的数量为 0
  • maximumPoolSize => Integer.MAX_VALUE，线程池最大数量为 Integer.MAX_VALUE，能够认为能够有限创立线程
  • keepAliveTime => 60L
  • unit => 秒
  • workQueue => SynchronousQueue

当一个工作提交时，corePoolSize为 0 不创立外围线程，SynchronousQueue是一个不存储元素的队列，能够了解为队里永远是满的，因而最终会创立非核心线程来执行工作。对于非核心线程闲暇 60s 时将被回收。** 因为 Integer.MAX_VALUE 十分大，能够认为是能够有限创立线程的，在资源无限的状况下容易引起 OOM 异样

5.2 Executors#newSingleThreadExecutor 办法
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

SingleThreadExecutor是单线程线程池，只有一个外围线程

  • corePoolSize => 1，外围线程池的数量为 1
  • maximumPoolSize => 1，线程池最大数量为 1，即最多只能够创立一个线程，惟一的线程就是外围线程
  • keepAliveTime => 0L
  • unit => 毫秒
  • workQueue => LinkedBlockingQueue

当一个工作提交时，首先会创立一个外围线程来执行工作，如果超过外围线程的数量，将会放入队列中，因为 LinkedBlockingQueue 是长度为 Integer.MAX_VALUE 的队列，能够认为是无界队列，因而往队列中能够插入有限多的工作，在资源无限的时候容易引起 OOM 异样 ，同时因为无界队列，maximumPoolSize 和keepAliveTime参数将有效，压根就不会创立非核心线程

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

FixedThreadPool是固定外围线程的线程池，固定外围线程数由用户传入

  • corePoolSize => nThreads，外围线程池的数量为 1
  • maximumPoolSize => nThreads，线程池最大数量为 nThreads，即最多只能够创立 nThreads 个线程
  • keepAliveTime => 0L
  • unit => 毫秒
  • workQueue> LinkedBlockingQueue 它和 SingleThreadExecutor 相似，惟一的区别就是外围线程数不同，并且因为 ** 应用的是 LinkedBlockingQueue，在资源无限的时候容易引起OOM 异样

六、三种形式总结

  • FixedThreadPool 和 SingleThreadExecutor => 容许的申请队列长度为 Integer.MAX_VALUE，可能会沉积大量的申请，从而引起 OOM 异样
  • CachedThreadPool => 容许创立的线程数为 Integer.MAX_VALUE，可能会创立大量的线程，从而引起 OOM 异样

七、OOM 异样测试

public class TaskTest {public static void main(String[] args) {ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool();
        int i = 0;
        while (true) {es.submit(new Task(i++));
        }
    }
}

应用 Executors 创立的 CachedThreadPool，往线程池中有限增加线程 在启动测试类之前先将JVM 内存调整小一点，不然很容易将电脑跑出问题，在 idea 里：Run -> Edit Configurations

<img src=”https://tva1.sinaimg.cn/large/007S8ZIlgy1ggm9iwblb8j30tw0i60tn.jpg” alt=”image-20200205095809050″ style=”zoom:50%;” />

创立到 3w 多个线程的时候开始报 OOM 谬误
另外两个线程池就不做测试了，测试方法统一，只是创立的线程池不一样

<img src=”https://tva1.sinaimg.cn/large/007S8ZIlgy1ggm9ugaj8ij315c0juaaq.jpg” alt=”image-20200205095809050″ style=”zoom:30%” />

八、如何定义线程池参数

  • CPU 密集型 => 线程池的大小举荐为CPU 数量 + 1，CPU数量能够依据 Runtime.availableProcessors 办法获取
  • IO 密集型 => CPU 数量 CPU利用率 (1 + 线程等待时间 / 线程 CPU 工夫)
  • 混合型 => 将工作分为CPU 密集型和 IO 密集型，而后别离应用不同的线程池去解决，从而使每个线程池能够依据各自的工作负载来调整
  • 阻塞队列 => 举荐应用有界队列，有界队列有助于防止资源耗尽的状况产生

  • 回绝策略 => 默认采纳的是 AbortPolicy 回绝策略，间接在程序中抛出 RejectedExecutionException 异样【因为是运行时异样，不强制 catch】，这种解决形式不够优雅。解决回绝策略有以下几种比拟举荐：

    • 在程序中捕捉 RejectedExecutionException 异样，在捕捉异样中对工作进行解决。针对默认回绝策略
    • 应用 CallerRunsPolicy 回绝策略，该策略会将工作交给调用 execute 的线程执行【个别为主线程】，此时主线程将在一段时间内不能提交任何工作，从而使工作线程解决正在执行的工作。此时提交的线程将被保留在 TCP 队列中，TCP 队列满将会影响客户端，这是一种平缓的性能升高
    • 自定义回绝策略，只须要实现 RejectedExecutionHandler 接口即可
    • 如果工作不是特地重要，应用 DiscardPolicy 和DiscardOldestPolicy回绝策略将工作抛弃也是能够的

如果应用 Executors 的静态方法创立 ThreadPoolExecutor 对象，能够通过应用 Semaphore 对工作的执行进行限流也能够避免出现 OOM 异样

九、如何正确的创立线程池

9.1 ScheduledExecutorService
ScheduledExecutorService executorService = new ScheduledThreadPoolExecutor(1,
    new BasicThreadFactory.Builder().namingPattern("example-schedule-pool-%d").daemon(true).build());

executorService.execute(() -> System.out.println("run"));
9.2 new ThreadFactoryBuilder()
ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("demo-pool-%d").build();

ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(
        5, 200, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
        new LinkedBlockingQueue<>(1024), namedThreadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
executor.submit(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "run"));
executor.shutdown();
9.3 ThreadPoolTaskExecutor xml 形式

https://juejin.im/post/5dc41c…

https://my.oschina.net/u/4440…

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