關于線程池的問題總結

出處：csdn.net/fly910905/article/details/81584675

合理利用線程池能夠帶來三個好處

? ? 第一：降低資源消耗。通過重復利用已創(chuàng)建的線程降低線程創(chuàng)建和銷毀造成的消耗。

? ? 第二：提高響應速度。當任務到達時，任務可以不需要的等到線程創(chuàng)建就能立即執(zhí)行。

? ? 第三：提高線程的可管理性。線程是稀缺資源，如果無限制的創(chuàng)建，不僅會消耗系統(tǒng)資源，還會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使用線程池可以進行統(tǒng)一的分配，調優(yōu)和監(jiān)控。但是要做到合理的利用線程池，必須對其原理了如指掌。

線程池的主要工作流程

從上圖我們可以看出，當提交一個新任務到線程池時，線程池的處理流程如下：

• 首先線程池判斷基本線程池是否已滿？沒滿，創(chuàng)建一個工作線程來執(zhí)行任務。滿了，則進入下個流程。

• 其次線程池判斷工作隊列是否已滿？沒滿，則將新提交的任務存儲在工作隊列里。滿了，則進入下個流程。? ??

• 最后線程池判斷整個線程池是否已滿？沒滿，則創(chuàng)建一個新的工作線程來執(zhí)行任務，滿了，則交給飽和策略來處理這個任務。

線程池的創(chuàng)建

我們可以通過ThreadPoolExecutor來創(chuàng)建一個線程池。

new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize,keepAliveTime, milliseconds,runnableTaskQueue, threadFactory,handler);

創(chuàng)建一個線程池需要輸入幾個參數(shù)：

• corePoolSize - 線程池核心池的大小。

• maximumPoolSize - 線程池的最大線程數(shù)。

• keepAliveTime - 當線程數(shù)大于核心時，此為終止前多余的空閑線程等待新任務的最長時間。

• unit - keepAliveTime 的時間單位。

• workQueue - 用來儲存等待執(zhí)行任務的隊列。

• threadFactory - 線程工廠。

• handler - 拒絕策略。

corePoolSize（線程池的基本大小）：當提交一個任務到線程池時，線程池會創(chuàng)建一個線程來執(zhí)行任務，即使其他空閑的基本線程能夠執(zhí)行新任務也會創(chuàng)建線程，等到需要執(zhí)行的任務數(shù)大于線程池基本大小時就不再創(chuàng)建。如果調用了線程池的prestartAllCoreThreads方法，線程池會提前創(chuàng)建并啟動所有基本線程。

? ??

maximumPoolSize（線程池最大大小）：線程池允許創(chuàng)建的最大線程數(shù)。如果隊列滿了，并且已創(chuàng)建的線程數(shù)小于最大線程數(shù)，則線程池會再創(chuàng)建新的線程執(zhí)行任務。值得注意的是如果使用了無界的任務隊列這個參數(shù)就沒什么效果。

線程池大小

線程池有兩個線程數(shù)的設置，一個為核心池線程數(shù)（corePoolSize），一個為最大線程數(shù)（maximumPoolSize）。

? ??

在創(chuàng)建了線程池后，默認情況下，線程池中并沒有任何線程，等到有任務來才創(chuàng)建線程去執(zhí)行任務，除非調用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法

? ??

當創(chuàng)建的線程數(shù)等于 corePoolSize 時，會加入設置的阻塞隊列。當隊列滿時，會創(chuàng)建線程執(zhí)行任務直到線程池中的數(shù)量等于maximumPoolSize。

keepAliveTime（線程活動保持時間）：線程池的工作線程空閑后，保持存活的時間。所以如果任務很多，并且每個任務執(zhí)行的時間比較短，可以調大這個時間，提高線程的利用率。

TimeUnit（線程活動保持時間的單位）：可選的單位有天（DAYS），小時（HOURS），分鐘（MINUTES），毫秒(MILLISECONDS)，微秒(MICROSECONDS, 千分之一毫秒)和毫微秒(NANOSECONDS, 千分之一微秒)。

? ??

runnableTaskQueue（任務隊列）：用于保存等待執(zhí)行的任務的阻塞隊列。可以選擇以下幾個阻塞隊列。

• ArrayBlockingQueue：是一個基于數(shù)組結構的有界阻塞隊列，此隊列按 FIFO（先進先出）原則對元素進行排序。

• LinkedBlockingQueue：一個基于鏈表結構的阻塞隊列，此隊列按FIFO （先進先出） 排序元素，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。靜態(tài)工廠方法Executors.newFixedThreadPool()使用了這個隊列。

• SynchronousQueue：一個不存儲元素的阻塞隊列。每個插入操作必須等到另一個線程調用移除操作，否則插入操作一直處于阻塞狀態(tài)，吞吐量通常要高于LinkedBlockingQueue，靜態(tài)工廠方法Executors.newCachedThreadPool使用了這個隊列。

• PriorityBlockingQueue：一個支持優(yōu)先級排序的無界阻塞隊列。

• DelayQueue：一個使用優(yōu)先級隊列實現(xiàn)的無界阻塞隊列。

ThreadFactory：用于設置創(chuàng)建線程的工廠，可以通過線程工廠給每個創(chuàng)建出來的線程設置更有意義的名字，Debug和定位問題時非常有幫助。

? ?

RejectedExecutionHandler（飽和策略）：當隊列和線程池都滿了，說明線程池處于飽和狀態(tài)，那么必須采取一種策略處理提交的新任務。這個策略默認情況下是AbortPolicy，表示無法處理新任務時拋出異常。以下是JDK1.5提供的四種策略。

• ThreadPoolExecutor.AbortPolicy: 丟棄任務并拋出RejectedExecutionException異常。(默認)

• ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丟棄任務，但是不拋出異常。

• ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丟棄隊列最前面的任務，然后重新嘗試執(zhí)行任務（重復此過程）

• ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由調用線程處理該任務?

當然也可以根據(jù)應用場景需要來實現(xiàn)RejectedExecutionHandler接口自定義策略。如記錄日志或持久化不能處理的任務。

線程池不允許使用Executors去創(chuàng)建

線程池不允許使用Executors去創(chuàng)建，而是通過ThreadPoolExecutor的方式，這樣的處理方式讓寫的同學更加明確線程池的運行規(guī)則，規(guī)避資源耗盡的風險。說明：Executors各個方法的弊端：

1）newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor:

主要問題是堆積的請求處理隊列可能會耗費非常大的內存，甚至OOM。

newSingleThreadExecutor

創(chuàng)建一個單線程的線程池。這個線程池只有一個線程在工作，也就是相當于單線程串行執(zhí)行所有任務。如果這個唯一的線程因為異常結束，那么會有一個新的線程來替代它。

? ??

此線程池保證所有任務的執(zhí)行順序，按照任務的提交順序(FIFO, LIFO, 優(yōu)先級)執(zhí)行。

public?static?ExecutorService newSingleThreadExecutor()?{
????????return?new?FinalizableDelegatedExecutorService
????????????(new?ThreadPoolExecutor(1, 1,
????????????????????????????????????0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
????????????????????????????????????new?LinkedBlockingQueue()));
????}

newFixedThreadPool

• 創(chuàng)建固定大小的線程池。每次提交一個任務就創(chuàng)建一個線程，直到線程達到線程池的最大大小。

• 線程池的大小一旦達到最大值就會保持不變，如果某個線程因為執(zhí)行異常而結束，那么線程池會補充一個新線程。

• 可控制線程最大并發(fā)數(shù)，超出的線程會在隊列中等待

public?static?ExecutorService newFixedThreadPool(int?nThreads)?{
????????return?new?ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
??????????????????????????????????????0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
??????????????????????????????????????new?LinkedBlockingQueue());
????}

2）newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool:

主要問題是線程數(shù)最大數(shù)是Integer.MAX_VALUE，可能會創(chuàng)建數(shù)量非常多的線程，甚至OOM。

newCachedThreadPool

• 創(chuàng)建一個可緩存的線程池。如果線程池的大小超過了處理任務所需要的線程，那么就會回收部分空閑（60秒不執(zhí)行任務）的線程，當任務數(shù)增加時，此線程池又可以智能的添加新線程來處理任務。

• 此線程池不會對線程池大小做限制

• 線程池大小完全依賴于操作系統(tǒng)（或者說JVM）能夠創(chuàng)建的最大線程大小。

public?static?ExecutorService newCachedThreadPool()?{
????????return?new?ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
??????????????????????????????????????60L, TimeUnit.SECONDS,
??????????????????????????????????????new?SynchronousQueue());
????}

newScheduledThreadPool

創(chuàng)建一個定時線程池，支持定時及周期性任務執(zhí)行

public?static?ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int?corePoolSize)?{
????????return?new?ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
????}
?
?
?public?ScheduledThreadPoolExecutor(int?corePoolSize)?{
????????super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
??????????????new?DelayedWorkQueue());
????}
?
?
?public?ThreadPoolExecutor(int?corePoolSize,
??????????????????????????????int?maximumPoolSize,
??????????????????????????????long?keepAliveTime,
??????????????????????????????TimeUnit unit,
??????????????????????????????BlockingQueue workQueue)?{
????????this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
?????????????Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
????}

線程池創(chuàng)建方式（推薦）

根據(jù)阿里巴巴java開發(fā)規(guī)范，推薦了3種線程池創(chuàng)建方式? ? ?

推薦方式1：

首先引入：commons-lang3包

ScheduledExecutorService executorService = new?ScheduledThreadPoolExecutor(1,
????????new?BasicThreadFactory.Builder().namingPattern("example-schedule-pool-%d").daemon(true).build());

推薦方式 2：

首先引入：com.google.guava包

ThreadFactory namedThreadFactory = new?ThreadFactoryBuilder()
????????.setNameFormat("demo-pool-%d").build();
?
????//Common Thread Pool
????ExecutorService pool = new?ThreadPoolExecutor(5, 200,
????????0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
????????new?LinkedBlockingQueue(1024), namedThreadFactory, new?ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
?
????pool.execute(()-> System.out.println(Thread.currentThread().getName()));
????pool.shutdown();//gracefully shutdown

推薦方式 3：

spring配置線程池方式：自定義線程工廠bean需要實現(xiàn)ThreadFactory，可參考該接口的其它默認實現(xiàn)類，使用方式直接注入bean，調用execute(Runnable task)方法即可

<bean?id="userThreadPool"
????????class="org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor">
????????<property?name="corePoolSize"?value="10"?/>
????????<property?name="maxPoolSize"?value="100"?/>
????????<property?name="queueCapacity"?value="2000"?/>
?
????<property?name="threadFactory"?value= threadFactory?/>
????????<property?name="rejectedExecutionHandler">
????????????<ref?local="rejectedExecutionHandler"?/>
????????property>
????bean>
????//in code
????userThreadPool.execute(thread);