25张图展示线程池工作原理和实现原理,建议认真阅读,对你有帮助

上篇《这样的API网关查询接口优化,我是被迫的》文章末尾,有朋友留言提到文中的场景是IO密集型操作,不是CPU密集操作,不需要使用线程池,我猜这位朋友可能想表达的是IO密集且阻塞时间久的不要使用线程池方案解决。IO密集型在控制好同步处理时间或阻塞等待的条件下是可以使用线程池的,不知道这么描述是否合理,有高见的大佬可以继续留言讨论。

关注过我更新频率的朋友会发现有好几天没有上新内容了,原因有二,一是最近真的太忙了,项目催的紧,程序员哪有不加班是吧;另一个是我正在梳理技能图谱,后续的内容更新会根据这个图谱来,还在进行中,有兴趣的朋友持续关注下我和我的github:wind7rui,持续更新哦!好了,开始我们今天的话题~线程池。注意:下方多图高能预警,建议先收藏后阅读,防止走丢!

为什么要使用线程池

平时讨论多线程处理,大佬们必定会说使用线程池,那为什么要使用线程池?其实,这个问题可以反过来思考一下,不使用线程池会怎么样?当需要多线程并发执行任务时,只能不断的通过new Thread创建线程,每创建一个线程都需要在堆上分配内存空间,同时需要分配虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器等线程私有的内存空间,当这个线程对象被可达性分析算法标记为不可用时被GC回收,这样频繁的创建和回收需要大量的额外开销。再者说,JVM的内存资源是有限的,如果系统中大量的创建线程对象,JVM很可能直接抛出OutOfMemoryError异常,还有大量的线程去竞争CPU会产生其他的性能开销,更多的线程反而会降低性能,所以必须要限制线程数。

既然不使用线程池有那么多问题,我们来看一下使用线程池有哪些好处:

  • 使用线程池可以复用池中的线程,不需要每次都创建新线程,减少创建和销毁线程的开销;
  • 同时,线程池具有队列缓冲策略、拒绝机制和动态管理线程个数,特定的线程池还具有定时执行、周期执行功能,比较重要的一点是线程池可实现线程环境的隔离,例如分别定义支付功能相关线程池和优惠券功能相关线程池,当其中一个运行有问题时不会影响另一个。

如何构造一个线程池对象

本文内容我们只聊线程池ThreadPoolExecutor,查看它的源码会发现它继承了AbstractExecutorService抽象类,而AbstractExecutorService实现了ExecutorService接口,ExecutorService继承了Executor接口,所以ThreadPoolExecutor间接实现了ExecutorService接口和Executor接口,它们的关系图如下。

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一般我们使用的execute方法是在Executor接口中定义的,而submit方法是在ExecutorService接口中定义的,所以当我们创建一个Executor类型变量引用ThreadPoolExecutor对象实例时可以使用execute方法提交任务,当我们创建一个ExecutorService类型变量时可以使用submit方法,当然我们可以直接创建ThreadPoolExecutor类型变量使用execute方法或submit方法。

ThreadPoolExecutor定义了七大核心属性,这些属性是线程池实现的基石。

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