Java中的线程池

线程池的好处:

  • 降低资源消耗:重复利用线程从而降低线程创建和销毁的消耗。
  • 提高响应速度:任务到达时不需要创建线程就能立即执行。
  • 提高线程的可管理行:线程池可以统一的分配、调优和监控。

线程池的使用

线程池的创建

通过ThreadPoolExecutor来创建一个线程池。

new ThreadPoolExecutor(corePoolSize,maximumPoolSize,keepAliveTime,milliseconds,runnableTaskQueue,handler)

  1. corePoolSize:线程池基本大小,只要线程数小于corePoolSize,那么每提交一个任务到线程池就创建一个线程,直到任务数大于线程池的基本大小。如果调用prestartAllCoreThreads()方法,线程池会提前创建并启动所有基本线程。
  2. runnableTaskQueue:任务队列,用于保存等待执行的任务的阻塞队列,可以使用以下几个阻塞队列。
  • ArrayBlockingQueue:基于数组的有界阻塞队列。
  • LinkedBlockingQueue:基于链表结构的阻塞队列,吞吐量高于ArrayBlockingQueue。静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool()使用这个队列。
  • SynchronousQueue:不存储元素的阻塞队列,每个插入必须等到另一个线程调用移除操作,否则插入操作一直阻塞。吞吐量高于LinkedBlockingQueue。静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用这个队列。
  • PriorityBlockingQueue:一个具有优先级的无限阻塞队列。
  1. maximumPoolSize:线程池最大数量,线程池允许创建的最大线程数。如果队列满了,并且已创建的线程数小于最大线程数,则线程池会在创建新的线程执行任务。如果使用无界队列,那么这个参数没有效果。
  2. keepAliveTime:线程活动保持时间,如果任务很多并且每个任务执行的时间比较短,可以调大时间,提高线程利用率。当线程的数量超过了corePoolSize之后,多出来的空闲线程会在keepAliveTime时间后终止,0代表立刻终止。
  3. TimeUnit:线程活动保持时间单位。
  4. ThreadFactory:设置创建线程的工厂,通过线程工厂给每个创建出来的线程设置更有意义的名字。可以使用开源框架guava提供的ThreadFactoryBuilder可以快速给线程池里的线程设置有意义的名字:
    new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("XX-task-%d").build();
  5. RejectedExecutionHandler:饱和策略,当线程池和队列都满了,处于饱和状态,需要采取策略来处理新提交的任务,默认是AbortPolicy,无法处理新任务的时候抛出异常。
名称 描述
AbortPolicy 直接抛出异常
CallerRunsPolicy 只用调用者所在线程来处理任务
DiscardOldestPolicy 抛弃队列里最近的一个任务,处理当前任务
DiscardPolicy 不处理,丢弃掉

向线程池提交任务

两个方法:execute()submit()

  • execute():提交不需要返回值的任务,无法判断任务是否执行成功。任务是一个Runnable类的实例。
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(1);
threadPool.execute(new Runnable(){
    @Override
    public void run() {
        
    }           
});
  • submit():提交需要返回值的任务。线程池返回一个future类型的对象,通过future对象可以判断任务是否执行成功,并且可以通过future的get方法来获取返回值,get方法会阻塞当前线程直到任务完成,使用get(long timeout, TimeUnit unit)方法会则色当前线程一段时间后立即返回,这时候任务可能没有执行完。
class CallableTest implements Callable{
    @Override
    public String call() throws Exception {
        //your operation
        return "";
    }
}
Future future = threadPool.submit(new CallableTest());
try {
    future.get();
} catch (InterruptedException e) {//处理中断
    e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {//处理无法执行任务异常
    e.printStackTrace();
}finally{
    threadPool.shutdown();
}

关闭线程池

调用shutdown或者showdownNow来关闭线程池。原理:遍历线程池中的工作线程,然后逐个调用线程的interrupt方法来中断线程,所以无法响应中断的任务可能永远无法终止。

showdownNow:将线程池的状态设置成STOP,然后尝试停止所有的正在执行或暂停任务的线程,并返回等待执行任务的列表。
showdown只是将线程池的状态设置成SHUTDOWN,然后中断所有没有正在执行任务的线程。

通常用shutdown来关闭线程池,如果任务不一定要执行完,调用shutdownNow方法。

合理配置线程池

分析任务特性:

角度 描述 解决方案
任务的性质 CPU密集型任务、IO密集型任务、混合型任务 CPU密集型应该配置尽可能小的线程sum(CPU)+1个线程;IO密集型配置尽可能多的线程2*sum(CPU);混合型建议分解任务。通过Runtime.getRuntime().availableProcessors()获得当前设备的CPU个数
任务的优先级 高、中、低 使用优先级队列PriorityBlockingQueue,低优先级可能用于无法执行
任务的执行时间 长、中、短 时间短的优先级高
任务的依赖性 是否依赖其他系统资源,如数据库连接 -

建议使用有界队列:防止出现某些问题,导致线程任务队列不断增长撑满内存。

线程池的监控

监控线程池可以使用以下属性:

taskCount 线程池需要执行的任务数量
completedTaskCount 已经完成的任务数量,小于或者等于taskCount
largestPoolSize 线程池里曾经创建过的最大线程数量,可以判断线程池是否曾经满过
getPoolSize 线程池的线程数量,线程池里的线程数量不会自动销毁,所以这个数量只增不减
getActiveCount 获取活动的线程数

通过扩展线程池进行监控。通过继承线程池来自定义线程池,重写线程池的beforeExecuteafterExecuteterminated方法,可以在任务执行前、执行后和线程池关闭前执行一些代码来进行监控。例如,监控线程平均执行时间,最大执行时间和最小执行时间。

你可能感兴趣的:(Java中的线程池)