多线程之线程池

线程池的创建:

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,

                                    int maximumPoolSize,

                                    long keepAliveTime,

                                    TimeUnit unit,

BlockingQueue workQueue,

                                    RejectedExecutionHandler handler);

corePoolSize:线程池核心线程数量

maximumPoolSize:线程池最大线程数量

keepAliverTime:当活跃线程数大于核心线程数时,空闲的多余线程最大存活时间

unit:存活时间的单位

workQueue:存放任务的队列

handler:超出线程范围和队列容量的任务的处理程序;

线程池的实现原理

提交一个任务到线程池中,线程池的处理流程如下:

1、判断线程池里的核心线程是否都在执行任务,如果不是(核心线程空闲或者还有核心线程没有被创建)则创建一个新的工作线程来执行任务。如果核心线程都在执行任务,则进入下个流程。

2、线程池判断工作队列是否已满,如果工作队列没有满,则将新提交的任务存储在这个工作队列里。如果工作队列满了,则进入下个流程。

3、判断线程池里的线程是否都处于工作状态,如果没有,则创建一个新的工作线程来执行任务。如果已经满了,则交给饱和策略来处理这个任务。

public void execute(Runnable command) {

        if (command == null)

            throw new NullPointerException();

   //如果线程数大于等于基本线程数或者线程创建失败,将任务加入队列

        if (poolSize >= corePoolSize || !addIfUnderCorePoolSize(command)) {

  //线程池处于运行状态并且加入队列成功

            if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) {

                if (runState != RUNNING || poolSize == 0)

                    ensureQueuedTaskHandled(command);

            }

   //线程池不处于运行状态或者加入队列失败,则创建线程(创建的是非核心线程)

            else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))

   //创建线程失败,则采取阻塞处理的方式

                reject(command);

        }

    }


多线程之线程池_第1张图片
Excutor类图

Java里面线程池的顶级接口是Executor,但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池,而只是一个执行线程的工具。ExecutorService才是真正的线程池接口。

ScheduledExecutorService

能和Timer/TimerTask类似,解决那些需要任务重复执行的问题。

ThreadPoolExecutor

ExecutorService的默认实现。

ScheduledThreadPoolExecutor

继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现,周期性任务调度的类实现。

要配置一个线程池是比较复杂的,尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下,很有可能配置的线程池不是较优的,因此在Executors类里面提供了一些静态工厂,生成一些常用的线程池。

1. newSingleThreadExecutor

创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作,也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束,那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。

2.newFixedThreadPool

创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程,直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变,如果某个线程因为执行异常而结束,那么线程池会补充一个新线程。从下面的代码中看出corePoolSize和maximumPoolSize的大小是一样的。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { 

            return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 

                                        0L, TimeUnit.MILLISECONDS, 

                                          new LinkedBlockingQueue()); 

        }

3. newCachedThreadPool

创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程,

那么就会回收部分空闲(60秒不执行任务)的线程,当任务数增加时,此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制,线程池大小完全依赖于操作系统(或者说JVM)能够创建的最大线程大小。

4.newScheduledThreadPool

创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

可以使用此队列与池大小进行交互:

1、如果运行的线程少于 corePoolSize,则 Executor始终首选添加新的线程,而不进行排队。(如果当前运行的线程小于corePoolSize,则任务根本不会存放,添加到queue中,而是直接抄家伙(thread)开始运行)

2、如果运行的线程等于或多于 corePoolSize,则 Executor始终首选将请求加入队列,而不添加新的线程。

3、如果无法将请求加入队列,则创建新的线程,除非创建此线程超出 maximumPoolSize,在这种情况下,任务将被拒绝。

RejectedExecutionHandler(拒绝策略)

在本文的开头说到的handler就是RejectedExecutionHandler。

在使用线程池并且使用有界队列的时候,如果队列满了,任务添加到线程池的时候就会有问题,针对这些问题java线程池提供了以下几种策略:

AbortPolicy

该策略是线程池的默认策略。使用该策略时,如果线程池队列满了丢掉这个任务并且抛出RejectedExecutionException异常。

public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { 

//不做任何处理,直接抛出异常 

throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() + " rejected from " +    e.toString()); 

DiscardPolicy

这个策略和意思是如果线程池队列满了,会直接丢掉这个任务并且不会有任何异常。

public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { 

    //就是一个空的方法  ,什么也没有

DiscardOldestPolicy

这个策略丢弃最老的。也就是说如果队列满了,会将最早进入队列的任务删掉腾出空间,再尝试加入队列。

因为队列是队尾进,队头出,所以队头元素是最老的,因此每次都是移除对头元素后再尝试入队。

public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { 

        if (!e.isShutdown()) { 

        //移除队头元素 

        e.getQueue().poll(); 

            //再尝试入队 

        e.execute(r); 

      } 

CallerRunsPolicy

如果添加到线程池失败,那么主线程会自己去执行该任务,不会等待线程池中的线程去执行。

public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { 

if (!e.isShutdown()) { 

            //直接执行run方法 

                r.run(); 

            } 

        } 

自定义

如果以上策略都不符合业务场景,那么可以自己定义一个拒绝策略,只要实现RejectedExecutionHandler接口,并且实现rejectedExecution方法就可以了。具体的逻辑就在rejectedExecution方法里去定义。

public class MyRejectPolicy implements RejectedExecutionHandler{ 

    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) { 

        //Sender是我的Runnable类,里面有message字段 

            if (r instanceof Sender) { 

            Sender sender = (Sender) r; 

            //直接打印 

            System.out.println(sender.getMessage()); 

        } 

    } 

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