JAVA线程池的那些事

什么是线程池

线程池就是创建若干个可执行的线程放入一个池(容器)中,有任务需要处理时,会提交到线程池中的任务队列,处理完之后线程并不会被销毁,而是仍然在线程池中等待下一个任务。

为什么使用线程池

因为 Java 中创建一个线程,需要调用操作系统内核的 API,操作系统要为线程分配一系列的资源,成本很高,所以线程是一个重量级的对象,应该避免频繁创建和销毁,使用线程池就能很好地避免频繁创建和销毁。

线程池优势:

1、特点:线程复用、控制最大并发数、管理线程。
2、降低资源消耗:通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
3、提高响应速度:当任务到达时,任务可以不需要的等待线程创建就能立即执行。
4、提高线程的可管理性:线程是稀缺资源,如果无限制的创建,不仅会消耗系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线程池可以进行统一的分配, 调优和监控。

线程池参数介绍:

从源码中可以看出,线程池的构造函数有7个参数,分别是corePoolSize、maximumPoolSize、keepAliveTime、unit、workQueue、threadFactory、handler。

1、corePoolSize 核心线程数量
线程池的基本大小,即在没有任务需要执行的时候线程池的大小,并且只有在工作队列满了的情况下才会创建超出这个数量的线程。这里需要注意的是:在刚刚创建ThreadPoolExecutor的时候,线程并不会立即启动,而是要等到有任务提交时才会启动,除非调用了prestartCoreThread/prestartAllCoreThreads事先启动核心线程。再考虑到keepAliveTime和allowCoreThreadTimeOut超时参数的影响,所以没有任务需要执行的时候,线程池的大小不一定是corePoolSize。

2、maximumPoolSize 线程池最大线程数量
线程池中允许的最大线程数,线程池中的当前线程数目不会超过该值。如果队列中任务已满,并且当前线程个数小于maximumPoolSize,那么会创建新的线程来执行任务。这里值得一提的是largestPoolSize,该变量记录了线程池在整个生命周期中曾经出现的最大线程个数。为什么说是曾经呢?因为线程池创建之后,可以调用setMaximumPoolSize()改变运行的最大线程的数目。

3、keepAliveTime 空闲线程存活时间
一个线程如果处于空闲状态,并且当前的线程数量大于corePoolSize,那么在指定时间后,这个空闲线程会被销毁,这里的指定时间由keepAliveTime来设定

4、unit 空间线程存活时间单位
keepAliveTime的计量单位

5、workQueue 工作队列
新任务被提交后,会先进入到此工作队列中,任务调度时再从队列中取出任务
JDK提供4中队列
(1)ArrayBlockingQueue
基于数组的有界阻塞队列,按FIFO排序。新任务进来后,会放到该队列的队尾,有界的数组可以防止资源耗尽问题。当线程池中线程数量达到corePoolSize后,再有新任务进来,则会将任务放入该队列的队尾,等待被调度。如果队列已经是满的,则创建一个新线程,如果线程数量已经达到maxPoolSize,则会执行拒绝策略。

(2)LinkedBlockingQuene
基于链表的无界阻塞队列(其实最大容量为Interger.MAX),按照FIFO排序。由于该队列的近似无界性,当线程池中线程数量达到corePoolSize后,再有新任务进来,会一直存入该队列,而不会去创建新线程直到maxPoolSize,因此使用该工作队列时,参数maxPoolSize其实是不起作用的。

(3)SynchronousQuene
一个不缓存任务的阻塞队列,生产者放入一个任务必须等到消费者取出这个任务。也就是说新任务进来时,不会缓存,而是直接被调度执行该任务,如果没有可用线程,则创建新线程,如果线程数量达到maxPoolSize,则执行拒绝策略。

(4)PriorityBlockingQueue
具有优先级的无界阻塞队列,优先级通过参数Comparator实现。

6、threadFactory 线程工厂
创建一个新线程时使用的工厂,可以用来设定线程名、是否为daemon线程等等

7、handler 拒绝策略
当工作队列中的任务已到达最大限制,并且线程池中的线程数量也达到最大限制,这时如果有新任务提交进来,该如何处理呢。这里的拒绝策略,就是解决这个问题的。
4中拒绝策略
(1)CallerRunsPolicy
该策略下,在调用者线程中直接执行被拒绝任务的run方法,除非线程池已经shutdown,则直接抛弃任务。

(2)AbortPolicy
该策略下,直接丢弃任务,并抛出RejectedExecutionException异常。

(3)DiscardPolicy
该策略下,直接丢弃任务,什么都不做。

(4)DiscardOldestPolicy
该策略下,抛弃进入队列最早的那个任务,然后尝试把这次拒绝的任务放入队列

线程池工作原理:


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