【笑傲江湖】【JUC】Java线程池

Java中，有一个并发工具包，在java.util.concurrent中，此包主要分有四个模块：原子操作类，Lock锁，并发容器，线程池。本篇笔记博客暂且只记录线程池的部分内容。

目录

 

开局一张图  内容全靠编

线程池框架模型

workQueue的类型有三种

handler的策略有四种

线程池原型

线程池原理

实现

参考

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开局一张图  内容全靠编

这张图可以看到线程池的继承关系，其中关键的类为：ThreadPoolExecutor。

线程池框架模型

有两个路线，先说第一个路线。另一个是延迟线程池，在实现一节中有介绍。

涉及到Executor、ExecutorService、AbstractExecutorService、ThreadPoolExecutor。

上面那张图循序就是继承顺序：

Executor顶层接口，只定义了void execute(Runnable command)方法。

ExecutorService，第二层接口，继承顶级接口，并且新增了好多方法，有终止的，执行的，还有接收返回值的，判断状态的。

AbstractExecutorService，抽象类，实现了ExecutorService，重构了里面的所有方法。

ThreadPoolExecutor，具体类，继承AbstractExecutorService，有了自己的想法，还重写了一些父类的方法，终极实现。

主类就是终极实现类，ThreadPoolExecutor。

ThreadPoolExecutor，线程执行者，负责创建线程，停止线程，各种操作线程。

提供四个构造函数，但是大同小异，只因为参数个数不一样，其中有三个构造是调用另一个，构造的参数

 ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,    //核心线程池的数量
    int maximumPoolSize,                 //线程池最大数量
    long keepAliveTime,                  //表示某个线程多久没有操作之后终止
    TimeUnit unit,                       //时间单位，keepAliveTime的单位
    BlockingQueue workQueue,   //阻塞队列，某种队列，池满了要放这里面
    ThreadFactory threadFactory,         //线程工厂
    RejectedExecutionHandler handler);   //饱和策略，各种都满了的时候的策略

构造函数基本都是对类中的属性赋值，还有参数之外的变量进行初始化。

corePoolSize和maximumPoolSize的关系，corePoolSize是线程池的大小，而maximumPoolSize则是可以扩展到多大。

提供操作线程池和队列的方法，主要方法有execute、submit、shutdown、shutdownNow

了解execute、submit区别，submit是可以带有返回值的，通过Future进行接收。

了解shutdown、shutdownNow区别，shutdown并不会立即终止，而是等任务完事了和队列也执行完了，不过不会接受新任务。shutdownNow暴力停止，清空队列，停止当前所有任务，返回未执行的任务。

workQueue的类型有三种

ArrayBlockingQueue：FIFO，需指定大小。

LinkedBlockingQueue：FIFO，不用指定大小，为int类型最大值。

SynchronousQueue：不保存任务，进来任务直接新建线程去执行。

handler的策略有四种

AbortPolicy：丢弃任务，并且抛异常。(默认)。

CallerRunPolicy：由调用线程处理该任务。

DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最先进来的一个请求，循环操作。

DiscardPolicy：直接丢弃，不做任何处理。

线程池原型

池是一个集合，这个集合就是Set，而内部类Worker则是具体线程，在Worker中封装了Thread。Set即是线程池。

线程池原理

长篇代码我就不粘贴了，没什么用，我们的jdk版本可能不一样，希望大家看这原理的时候，打开juc下面的源码，对比一下。

阅读主类ThreadPoolExecutor源码，其中execute、submit为增加线程并且执行，但是submit中也是调用了execute。

execute方法调用addWorker方法，addWorker方法操作Worker类，Worker类提供装载线程等操作。

execute方法步骤：

1、先于核心线程池长度对比，就是corePoolSize，如果小于，则直接分配线程执行，如果大于，则2。

2、证明corePoolSize满了，那么进队列，如果进队列成功了，则等着执行，没有进入队列，则3。

3、判断和maximumPoolSize的大小，如果还能创建线程，则创建线程，说白了就是扩展线程池大小。

4、如果3的maximumPoolSize已经到头了，就是线程池满了，队列也满了，扩展也满了，就饱和策略了。

其中在execute中，判断分配线程是否成功靠的是addWorker方法，addWorker方法返回boolean：

1、判断当前线程状态，是否可以在新增线程，如果状态不是运行中，则false，可以则2。

2、判断线程池的数量是否超出，没有超出，先把线程池的数量+1。

3、Lock锁住全局，向Set中add一个worker实例。

4、添加到set中解锁Lock，在确保set确实add进去之后，调用worker的start方法启动线程。

5、如果在Set中add没有成功，那么会删除Set中的这个worker实例。

PS：调用addWorker方法的入参addWorker(Runnable firstTask, boolean core)。

         Runnable firstTask是可以为null的，表示没有操作，只创建线程，没有具体的执行逻辑。

         boolean core则是根据核心数量判断还是根据扩展数量判断。

Worker类是关键，表示线程池的单位：

实现Runnable接口，可单独作为一个线程。

final Thread thread;

Runnable firstTask;

提供run方法，在addWorker方法中调用start方法，会执行此run：

1、初始化的时候firstTask不为空，就处理这个。

2、然后循环阻塞队列，去队列里面拿firstTask看看有没有值，如果都没有，退出方法。

3、退出之前，还要判断之前那个keepAliveTime参数。

PS：在addWorker中，会传addWorker(null, false/true)，这时候null就起到作用了，证明了上面1的步骤。

         如果addWorker(null, true)，则表示是初始化线程池，只把线程创建，而没有具体执行。

         preStartAllCoreThreads方法其实就是调用了addWorker(null, true)，线程池会提前创建并启动所有核心线程。

之前迷惑的地方现在解开了

线程池何时调用start方法。

线程池怎么提前创建线程。

addWorker方法的实现步骤。

总结

execute方法步骤就是线程池启动线程的原理。

shutdown、shutdownNow就是停止线程的原理。

addWorker方法就是线程池的线程如何创建的原理。

Worker类是线程池具体表现的模型和原理。

 

实现

此图是创建线程的4中方法。

其中在线程池有N多种线程池的声明，其中底层均是调用以下代码进行返回。

return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue());

看图可以看到其中ScheduledExecutorService类，并非之前所说的ThreadPoolExecutor，但是这个ScheduledThreadPoolExecutor类却继承了ThreadPoolExecutor。

在创建ScheduledThreadPoolExecutor时候，调用了父类的构造，也就是之前一直说的ThreadPoolExecutor的构造。

只不过ScheduledThreadPoolExecutor扩展了一些自己的实现，可以定时和周期性的执行任务。

使用线程池，要明确一下用哪种阻塞队列，用哪种饱和策略，都关系到系统的稳定和安全。

参考

https://www.cnblogs.com/superfj/p/7544971.html

https://blog.csdn.net/xiaoxufox/article/details/52278508

有两篇大牛的博客，可供大家参考。