Java并发系列：线程池与阻塞队列

本文主要介绍

• Java线程池(ThreadPool)
  • FixedThreadPool
  • CachedThreadPool
  • ScheduleThreadPool
  • SingleThreadExecutor
  • SingleThreadScheduledExecutor
  • ForkJoinPool
• 拒绝策略
  • AbortPolicy
  • DiscardPolicy
  • DiscardOldestPolicy
  • CallerRunsPolicy
• 阻塞队列(WorkQueue)
  • LinkedBlockingQueue
  • ArrayBlockingQueue
  • SynchronousQueue
  • ConcurrentLinkedQueue
• 自定义线程池
• 本文涉及的源码

正文开始

Java线程池的原理

• 线程池的设计原理类似于叫餐排队，首先餐厅有10个座位（CorePoolSize），来的人直接坐，后续来的人进行排队（WorkQueue），人来的再多的时候，餐厅立马增派人手，扩大到20个座位（MaxPoolsize），如果继续来人，那么剩下的人会被执行拒绝策略。
• 线程池参数主要包括：CorePoolSize、WorkQueue、MaxPoolsize
• 三者关系：当任务来的时候，首先核心线程数递增，然后后备的任务队列（阻塞队列）来装载，最后新增线程数至最大线程数，再多的话，就执行拒绝策略，结束的时候，大于corePoolSize的线程会根据KeepAliveTime参数来被回收。
• KeepAliveTime：配合时间单位来使用，线程池会将超过KeepAliveTime，且无事可做的线程回收。
• 线程工厂：用于创建线程，设置优先级，置于同一个线程组等。

Java线程池(ThreadPool)

• FixedThreadPool
  • 固定线程数的线程池，即CorePoolSize == MaxPoolsize，
  • 拒绝策略是AbortPolicy
• CachedThreadPool
  • 核心线程数为0，最大线程数为Integer.MAX_VALUE。
• ScheduleThreadPool：主要包括三种方法
  • schedule：定时执行
  • scheduleAtFixedRate：定时执行后，按照固定的时间间隔进行再次执行
    • 【注意】：
      • 1、在main中不可以写service.shutdown()，否则执行不了，被关闭了
      • 2、如果任务执行时间大于间隔时间，那么按照执行时间来，比如执行需要10S，间隔定时5S，间隔时间到，任务还没有执行完，那么继续等待到任务结束后，再次执行该任务。相当于单线程循环在执行。
  • scheduleWithFixedDelay：定时执行，在执行结束后，间隔固定时间再次执行，具体见源码：ScheduleThreadPool_Demo。
• SingleThreadExecutor
  • 仅有一个线程来执行任务，因此不会有线程安全问题
  • 如果线程在执行任务的时候，出现异常，会新建线程来继续执行。

public class SingleThreadExecutor_Demo {
     
    private static int count = 0;
    private static Runnable forsing = () -> {
     
        count++;
        //出现报错，但是继续执行
        if (count == 5) int y = count / 0;
        System.out.println("main中线程的名字:" + Thread.currentThread().getName() + "count:" + count);
    };
    
    public static void main(String[] args) {
     
        ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();
        for (int i = 0; i < 500; i++) service.execute(forsing);
        service.shutdown();
    }
}

• SingleThreadScheduledExecutor

• ForkJoinPool

拒绝策略

• AbortPolicy
  • 对外抛出异常，由业务决定如何处理。
• DiscardPolicy
  • 新任务来的时候悄无声息的直接丢弃，会造成数据丢失。
• DiscardOldestPolicy
  • 悄无声息的直接丢弃最老的一个任务，会造成数据丢失。
• CallerRunsPolicy
  • 交给提交任务的线程执行。

阻塞队列(WorkQueue)

• LinkedBlockingQueue
  • 无界阻塞队列
• ArrayBlockingQueue
  • 有界阻塞队列
• SynchronousQueue
  • 同步队列，立即交付，队列长度为0
• ConcurrentLinkedQueue
  • 其实是非阻塞队列
  • 无界队列

自定义线程池

• 选择合适的线程池进行自定义

public static ExecutorService get(int corePoolSize){
     
    return new ThreadPoolExecutor(
            corePoolSize, 
            20,
            60L, 
            TimeUnit.SECONDS,
            new LinkedBlockingDeque<>());
}

参考博客：java常用的几种线程池比较