Java线程池理解与学习

news2024/11/16 1:17:37

线程过多就容易引发内存溢出，因此我们有必要使用线程池的技术

线程池的好处

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
提高响应速度： 当任务到达时，任务可以不需要等待线程创建就能立即执行
提高线程管理性： 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

线程池的创建

线程池的真正实现类是ThreadPoolExecutor，其中具有七个重要参数

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler)

corePoolSize

核心线程数。默认情况下核心线程会一直存活，但是当将allowsCoreThreadTimeOut设置为true时，核心线程也会超时回收。核心线程最开始并不会立即创建而是等任务来了再创建，然后存活下去

maximumPoolSize

最大线程数 。线程池所能容纳的最大线程数。当活跃线程数达到该数值后，后续的新任务将会阻塞。最大线程数 = 核心线程数 + 非核心线程数

keepAliveTime

非核心线程闲置超时时间 。如果超过该时长，非核心线程将会回收

unit

超时单位 。指定KeepAliveTime超时时间的单位。

workQueue

任务队列 。当核心线程全被使用的时候，且任务队列未满时候就会先将任务放到任务队列中

threadFactory

线程工厂 。用于指定为线程创建新线程的方式

handler

拒绝策略 。当最大线程数达到饱和时候需要执行的饱和策略

任务队列

任务队列是基于阻塞队列实现的，即采用生产者消费者模式，在Java中需要实现BlockingQueue接口，但Java已经为我们提供了7种阻塞队列的实现

ArrayBlockingQueue

一个由数组结构构成的有界阻塞队列(数组结构可配合指针实现一个环形队列)

LinkedBlockingQueue

一个由链表结构构成的有界阻塞队列，在未指明容量时默认为Integer.MAX_VALUE

PriorityBlockingQueue

一个支持优先级排序的无界队列，对元素没有要求，可以实现Comparable接口来进行比较

DelayQueue

类似于PriorityBlockingQueue，是二叉堆形成的无界优先队列。要求元素都实现DelayQueue接口，通过执行时延从队列中提取任务，时间没到任务取不出来

SynchronousQueue

一个不存储元素的阻塞队列，消费者线程调用take()方法时会发生阻塞，直到有一个生产者生产了一个元素，同理生产者调用put()方法

LinkedBlockingDeque

使用双向队列实现的有界双端阻塞队列。双端意味着可以像普通队列一样FIFO也可以像栈一样FILO

LinkedTransferQueue

这是一个无界队列

拒绝策略

当线程池的线程达到最大线程数时，需要执行拒绝策略，拒绝策略需要实现RejectedExecutionHandler接口，并实现rejectedExcution方法，Executors为我们实现了4种拒绝策略

AbortPolicy(默认)：丢弃任务并抛出异常
CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务
DiscardPolicy：丢弃任务，但是不抛出异常
DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最早未处理的异常

在这里插入图片描述

功能线程池

定长线程池(newFixedThreadPool)

    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }
    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
                                      threadFactory);
    }

特点：只有核心线程，线程数量固定，全是核心线程任务队列为链表的有界队列
应用场景： 控制线程最大并发数
缺点： 他的任务队列是LinkedBlockingQueue且没有指定容量，则当线程数满了之后就会一直放任务进任务队列，容易造成OOM

单线程化线程池(newSingleThreadExecutor)

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

与上面类似

可缓存线程池(newCachedThreadPool)

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

特点：没有核心线程数只有非核心线程数，整个线程池表现为线程池数会根据任务量不断增长，没有增长，当任务执行完毕，空闲1分钟后释放线程
用途：适合任务数比较密集，但每个任务执行时间较短的情况
缺点：如果任务多那么线程就会创建过多的线程，创建线程会很耗时并且容易导致OOM

定时线程池(newScheduledThreadPool)

    public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
        return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
    }

    public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
              new DelayedWorkQueue());
    }