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這篇文章主要介紹“Java并發(fā)之怎么使用線程池”,在日常操作中,相信很多人在Java并發(fā)之怎么使用線程池問題上存在疑惑,小編查閱了各式資料,整理出簡(jiǎn)單好用的操作方法,希望對(duì)大家解答”Java并發(fā)之怎么使用線程池”的疑惑有所幫助!接下來(lái),請(qǐng)跟著小編一起來(lái)學(xué)習(xí)吧!
線程池的作用
池化技術(shù)是一種很常見的計(jì)算機(jī)技術(shù),主要是為了復(fù)用和提高性能,如內(nèi)存池、連接池、對(duì)象池等。線程池也不例外,他的主要作用如下:
提高性能:線程的頻繁創(chuàng)建和銷毀會(huì)產(chǎn)生的很大的系統(tǒng)開銷,線程池中的線程復(fù)用可以大幅度的減少這種不必要的開銷。
復(fù)用和管理:方便對(duì)池子中的線程進(jìn)行管理和復(fù)用,避免在生產(chǎn)環(huán)境中大量的創(chuàng)建線程。
解耦:只暴露提交任務(wù)的接口,將線程池的創(chuàng)建、銷毀等工作與業(yè)務(wù)解耦。
JDK 在并發(fā)包中為我們定義了一套 Executor 框架,幫助開發(fā)人員有效地進(jìn)行線程控制,有基礎(chǔ)的線程池類、有線程池工廠,但是最最重要還是 ThreaPoolExecutor,也是面試中最常問的知識(shí)點(diǎn)。本文重點(diǎn)介紹 ThreaPoolExecutor 的原理。
線程池的參數(shù)說(shuō)明
ThreaPoolExecutor( int corePoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) )
ThreaPoolExecutor 參數(shù)的含義如下
corePoolSize: 線程池中核心線程的數(shù)量。
maximumPoolSize: 線程池中的最大線程數(shù)量。
keepAliveTime: 當(dāng)線程池?cái)?shù)量超過 corePoolSize 時(shí),多余的空閑線程的存活時(shí)間。即超過 coolPoolSize 的空閑線程在 多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),會(huì)被銷毀。
unit: keepAliveTime 的單位,可以為 時(shí)、分、秒等多種值。
workQueue: 任務(wù)隊(duì)列,存放被提交但尚未被執(zhí)行的任務(wù)。
threadFactory: 線程工廠,用于創(chuàng)建線程,一般用默認(rèn)即可。
handler: 拒絕策略,當(dāng)線程池處理不過來(lái)任務(wù)時(shí),如何拒絕任務(wù)。
以上參數(shù)中 workQueue、threadFactory、handler 相對(duì)復(fù)雜,需要單獨(dú)介紹,下面主要介紹下 ThreadFactory 和 RejectedExecutionHandler
1. 線程工廠:ThreadFactory
線程池中的線程都由 TrheadFactory 定義的線程工廠來(lái)創(chuàng)建,它是一個(gè)接口只有 Thread newThread(Runnable r) 方法,用來(lái)創(chuàng)建線程。雖然創(chuàng)建 ThreadPoolExecutor 的時(shí)候可以不指定該參數(shù),但是阿里巴巴編碼規(guī)約建議最好指定該參數(shù),有以下幾個(gè)好處:
跟蹤線程池在何時(shí)、創(chuàng)建了多少線程。
可以自定義線程池的名稱、組以及優(yōu)先級(jí)等信息。
設(shè)置線程的其他狀態(tài)等,如守護(hù)進(jìn)程。
2. 拒絕策略:RejectedExecutionHandler
當(dāng)線程池線程數(shù)量達(dá)到 maxPoolSize 大小時(shí),再提交新的任務(wù)會(huì)執(zhí)行拒絕策略,JDK 定義了四種拒絕策略:
AbortPolicy 該策略直接拋出異常
CallerRunsPolicy 調(diào)用者線程處理任務(wù),該策略并不是真正的丟棄任務(wù),會(huì)讓當(dāng)前線程來(lái)執(zhí)行被拋棄的任務(wù),由于只有一個(gè)線程,所有的任務(wù)會(huì)被串行執(zhí)行。
DiscardOldestPolicy 丟棄最老的一個(gè)請(qǐng)求,即隊(duì)列頭部的即將被執(zhí)行的任務(wù),并嘗試再次提交當(dāng)前任務(wù)。
DiscardPolicy 該策略默默丟棄無(wú)法處理的任務(wù)。
以上四種拒絕策略都繼承了接口 RejectedExecutionHandler 并實(shí)現(xiàn)該接口的 rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) 方法。如果以上四種拒絕策略都滿足不了你的需求,可以自定義拒絕策略,繼承接口 RejectedExecutionHandler 并實(shí)現(xiàn)方法即可。
線程池的調(diào)度邏輯
ThreaPoolExecutor 對(duì)提交的任務(wù)處理邏輯如下圖,
1. 提交任務(wù)時(shí):
如果線程池中的線程數(shù)小于 corePoolSize (無(wú)論是否有空閑線程),創(chuàng)建新的線程(謂之核心線程)來(lái)處理。
如果線程池中的線程數(shù)已經(jīng)大于或者 corePoolSize ,新提交的任務(wù)將被放置到等候隊(duì)列中,等待調(diào)度。
如果等待隊(duì)列已滿,并且線程池中的線程數(shù)量小于 maxPoolSize,將繼續(xù)創(chuàng)建新線程處理任務(wù)。
如果隊(duì)列已滿且線程數(shù)量也達(dá)到了上限,將使用拒絕策略來(lái)處理。
2. 任務(wù)進(jìn)行中時(shí):
當(dāng)隊(duì)列中的任務(wù)已經(jīng)執(zhí)行完,部分線程開始空閑,非核心線程會(huì)在空閑后的 keepAliveTime 的時(shí)間內(nèi)自行銷毀。
而空閑核心線程是否退出取決于線程池的另一個(gè)參數(shù) allowCoreThreadTimeOut 。當(dāng)配置為 true 的時(shí)候,即使是核心線程,超時(shí)也會(huì)退出。
線程池的生命周期
線程池同線程一樣也有自己的生命周期,包括 RUNNING、SHUTDOWN、STOP、TIDYING 和 TERMINATED 五種狀態(tài),他們的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖,并且這些轉(zhuǎn)換時(shí)不可逆的。
1. RUNNING
該狀態(tài)是線程池的工作狀態(tài),能夠接受新任務(wù)以及對(duì)接受的任務(wù)進(jìn)行處理。線程池的初始狀態(tài),即線程創(chuàng)建成功后就處理此狀態(tài)。
2. SHUTDOWN
關(guān)閉狀態(tài),線程池不再接受新的任務(wù),但是能繼續(xù)處理提交到線程池中的任務(wù)。線程狀態(tài) RUNNING 的情況下調(diào)用 shutdown() 方法進(jìn)入該狀態(tài)。
3. STOP
停止?fàn)顟B(tài),線程池不接受新的任務(wù),也不處理阻塞隊(duì)列中的任務(wù),同時(shí)會(huì)中斷正在執(zhí)行任務(wù)的線程。在線程處于 RUNNING 或者 SHUTDOWN 狀態(tài)下調(diào)用 shutdownNow() 方法進(jìn)入該狀態(tài)。
4. TIDYING
所有任務(wù)都銷毀了,workCount 為 0,會(huì)自動(dòng)從 RUNNING 或者 STOP 狀態(tài)轉(zhuǎn)化為 TIDYING 狀態(tài)。在轉(zhuǎn)換過程中會(huì)調(diào)用 terminated() 方法,ThreadPoolExecutor 類的 ternimated() 方法為空,如果想在線程池變成 TIDYING 的時(shí)候有所處理,可以重載該方法。
線程池在 SHUTDOWN 狀態(tài)下,阻塞隊(duì)列為空并且執(zhí)行任務(wù)為空時(shí)轉(zhuǎn)換為 TIDYING 狀態(tài);線程池在 STOP 狀態(tài)下,執(zhí)行的任務(wù)為空時(shí)轉(zhuǎn)換為 TIDYING 狀態(tài)。
5. TERMINATED
結(jié)束狀態(tài),線程池的最終狀態(tài),該狀態(tài)的線程池不會(huì)再有任何操作。線程池執(zhí)行 terminated() 方法后處于該狀態(tài)。
JDK 四種線程池
了解 ThreaPoolExecutor 的基本原理后再來(lái)看看 JDK 在 Executors 中為開發(fā)人員定義的四個(gè)線程池工廠方法,其實(shí)它們內(nèi)部調(diào)用的是 ThreaPoolExecutor,只是使用了不同的參數(shù),下面來(lái)了解下它們的特性。
newFixedThreadPool() 方法:該方法返回一個(gè)固定線程池?cái)?shù)量的線程,提交任務(wù)時(shí)如果線程池中有空閑線程,則立即執(zhí)行,沒有則新的任務(wù)會(huì)被緩存在一個(gè)任務(wù)隊(duì)列中,它創(chuàng)建線程池的代碼如下:
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nthread) { return new ThreadPoolExecutor(nthread, nthread, 0L, TimeUnit.MILLSECCONDS, new LikedBlockingQueue<Runnable>()) }
newSingleThreadExecutor() 方法:該方法返回只有一個(gè)線程的線程池,如果多余的任務(wù)提交到線程池,則被提交到任務(wù)隊(duì)列中。它創(chuàng)建線程池代碼如下:
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); }
newCachedThreadPool() 方法:該方法返回一個(gè)可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整線程數(shù)的線程池,它的核心線程數(shù)為 0 ,線程總數(shù)為 Integer.MAX_VALUE ,隊(duì)列采用的是 SynchronousQueue,這樣即使線程滿,任務(wù)也不能提交到隊(duì)列中。
public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>()); }
newScheduledThreadPool():該方法一個(gè)固定長(zhǎng)度的線程池,并且以延遲或者定時(shí)的方式去執(zhí)行任務(wù)。它的隊(duì)列使用 DelayedWorkQueue,所以任務(wù)必須繼承 Delay 接口。
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) { return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize); } public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) { super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS, new DelayedWorkQueue()); }
到此,關(guān)于“Java并發(fā)之怎么使用線程池”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了,希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí),快去試試吧!若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí),請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站,小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)?lái)更多實(shí)用的文章!
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