线程池使用总结

红太狼 2022-04-16 04:42 198阅读 0赞

【引言】

IDEA中安装了阿里的代码规范插件，最近在修改交接过来的新项目，看到很多波浪线的代码，我都会看看是什么提示。本篇博客总结的是线程池的使用。

【阿里开发手册】

在阿里Java开发手册中关于并发处理章节中，关于线程池的使用，有几点强制要求，如下：

1.  创建线程或线程池时指定有意义的线程名称，方便出错时回溯。

//正确的用法：
    public class TimerTaskThread extends Thread{
    public TimerTaskThread(){
    	super.setName("TimerTaskThread");
    	...
    }

1.  线程资源必须通过线程池提供，不允许在应用中自行显式创建线程。
    
    说明：使用线程池的好处是减少在创建和销毁线程上所花的时间以及系统资源的开销，解决资源不足的问题。如果不使用线程池，有可能造成系统创建大量同类线程而导致消耗完内存或者“过度切换”的问题。
2.  线程池不允许使用 Executors 去创建，而是通过 ThreadPoolExecutor 的方式，这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。
    
    说明：Executors 返回的线程池对象的弊端如下：
    
    1） FixedThreadPool 和 SingleThreadPool：允许的请求队列长度为 Integer.MAX\_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而导致 OOM。
    
    2）CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool：允许的创建线程数量为 Integer.MAX\_VALUE， 可能会创建大量的线程，从而导致 OOM。

【坏味道代码】

![在这里插入图片描述][20181117010721769.png]

【规范信息】

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTMwMzQyMjM_size_16_color_FFFFFF_t_70]

【线程池的创建】

从以上代码规范提示信息中，可以看到如何创建线程池：

ExecutorService executorService=new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime,
    milliseconds,runnableTaskQueue, handler);

需要输入几个参数，如下：

1.  corePoolSize（线程池的基本大小）：当提交一个任务到线程池时，线程池会创建一个线程来执行任务，即使其他空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程，等到需要执行的任务数大于线程池基本大小时就不再创建。如果调用了线程池prestartAllCoreThreads()方法，线程池会提前创建并启动所有基本线程。
2.  runnableTaskQueue（任务队列）：用于保存等待执行的任务的阻塞队列。可以选择以下几个阻塞队列。
    
    1）ArrayBlockingQueue：是一个基于数组结构的有界阻塞队列，此队列按FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。
    
    2）LinkedBlockingQueue：一个基于链表结构的阻塞队列，此队列按FIFO排序元素，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool()使用了这个队列。
    
    3）SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于Linked-BlockingQueue，静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。
    
    4）PriorityBlockingQueue：一个具有优先级的无限阻塞队列
3.  maximumPoolSize（线程池最大数量）：线程池允许创建的最大线程数。如果队列满了，并且已创建的线程数小于最大线程数，则线程池会再创建新的线程执行任务。值得注意的是，如果使用了无界的任务队列这个参数就没什么效果。
4.  ThreadFactory：用于设置创建线程的工厂，可以通过线程工厂给每个创建出来的线程设置更有意义的名字。使用开源框架guava提供的ThreadFactoryBuilder可以快速给线程池里的线程设置有意义的名字，代码如下：

new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("XX-task-%d").build();

【合理配置线程池】

通过以上说明，我们知道了需要哪些参数，但这些参数的大小我们该如何确定呢？这就需要根据任务特性进行相关分析。主要包含以下几个方面：

1.  任务的性质：CPU密集型任务、IO密集型任务和混合型任务。
2.  任务的优先级：高、中和低。
3.  任务的执行时间：长、中和短。
4.  任务的依赖性：是否依赖其他系统资源，如数据库连接。

性质不同的任务可以用不同规模的线程池分开处理。

1.  CPU密集型（也叫计算密集型）任务应配置尽可能小的线程，因为其特点是要进行大量的计算，消耗CPU资源，比如计算圆周率、对视频进行高清解码等等，全靠CPU的运算能力。这种计算密集型任务虽然也可以用多任务完成，但是任务越多，花在任务切换的时间就越多，CPU执行任务的效率就越低，所以一般配置Ncpu+1个线程的线程池。
2.  由于IO密集型任务线程并不是一直在执行任务，则应配置尽可能多的线程，因为其特点是CPU消耗很少，任务的大部分时间都在等待IO操作完成（因为IO的速度远远低于CPU和内存的速度）。对于IO密集型任务，任务越多，CPU效率越高，但也有一个限度，所以一般配置2\*Ncpu。
3.  混合型的任务，如果可以拆分，将其拆分成一个CPU密集型任务和一个IO密集型任务，只要这两个任务执行的时间相差不是太大，那么分解后执行的吞吐量将高于串行执行的吞吐量。如果这两个任务执行时间相差太大，则没必要进行分解。

Java中可以通过Runtime.getRuntime().availableProcessors()方法获得当前设备的CPU个数。

【总结】

还记得最开始对于多线程的应用并不多，甚至听到多线程就不知道代码该怎么写；到后来，慢慢开始学着在项目中应用多线程处理一些商品导入，数据异步匹配方面的业务，但只是通过创建固定线程池或可缓存的线程池去实现；直到现在，在代码规范和看别人的代码过程中，发现了代码的不足，这就是成长之路，很累，很长。

[20181117010721769.png]: /images/20220416/08cd9337381e4158b54e867a5cfe855b.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTMwMzQyMjM_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220416/7a27a5b7714844f0ae01fb501135af03.png