Java-Concurrent 线程池ThreadPoolExecutor使用

- 日理万妓 2022-05-15 02:42 269阅读 0赞

在高并发场景下，如果每一个请求或人物都开启一个线程，系统要不断的进行线程的创建、销毁，会消耗大量的系统性能，而线程的数量到达一个临界值时，系统会受到进一步更大的影响，这时候就需要用到线程池。

ThreadPoolExecutor线程池的类关系

![70][]

Executor的定义是An Object that executes submitted tasks，即接口的实现是一个“执行提交任务”的对象，接口提供了一个将“任务提交”和“执行机制”分离的方法，包括线程使用详情，调度等。总之是提供了一个提交Runnable任务的接口。

ExecutorService接口继承子Executor，提供了任务提交，执行，线程控制的一系列方法。

AbstractExecutorService是ExecutorService的默认实现，提供了任务提交，管理的默认实现。

ThreadPoolExecutor继承自AbstractExecutorService，是线程池的真正实现，通过构造方法的参数来配置生成不同的线程池，构造方法有：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#a3a3a3;vertical-align:top;"> &nbsp;&nbsp;&nbsp; public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int maximumPoolSize, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long keepAliveTime, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; TimeUnit unit, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; BlockingQueue&lt;Runnable&gt; workQueue); &nbsp;&nbsp;&nbsp; public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int maximumPoolSize, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long keepAliveTime, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; TimeUnit unit, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; BlockingQueue&lt;Runnable&gt; workQueue, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ThreadFactory threadFactory) ； &nbsp;&nbsp;&nbsp; public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int maximumPoolSize, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long keepAliveTime, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; TimeUnit unit, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; BlockingQueue&lt;Runnable&gt; workQueue, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; RejectedExecutionHandler handler); &nbsp;&nbsp;&nbsp; public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int maximumPoolSize, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long keepAliveTime, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; TimeUnit unit, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; BlockingQueue&lt;Runnable&gt; workQueue, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ThreadFactory threadFactory, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; RejectedExecutionHandler handler)； &nbsp; </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**构造方法参数说明**

1） corePoolSize，核心线程数，通常情况下会一直存活，不会受keepAliveTime的控制，即使是idle的空闲状态，除非设置

allowCoreThreadTimeOut为true。

2）maximumPoolSize，线程池最大线程数，线程池线程数达到这个数字，创建想成会被阻塞。任务队列为没有设置大小的LinkedBlockingDeque时，配置无效。

3）keepAliveTime，非核心且idle（空闲）状态的线程存活时间，超过这个时间就会被回收。

4）unit，keepAliveTime时间的单位

5）workQueue，线程池的任务队列，常用的任务队列有SynchronousQueue，LinkedBlockingDeque，ArrayBlockingQueue

6）threadFactory，线程创建工厂，用于创建新线程，定制个性化线程参数，一般使用DefaultThreadFactory 默认实现

7）RejectedExecutionHandler ，线程池的资源已全部被使用，添加线程失败后，执行rejectedExecution方法

**线程池创建参数配置**

当线程池任务队列无限大时

* 如果线程数量<=核心线程数量，那么直接启动一个核心线程来执行任务，不会放入队列中。
 * 如果线程数量>核心线程数，但<=最大线程数，并且任务队列是LinkedBlockingDeque的时候，超过核心线程数量的任务会放在任务队列中排队。
 * 如果线程数量>核心线程数，但<=最大线程数，并且任务队列是SynchronousQueue的时候，线程池会创建新线程执行任务，这些任务也不会被放在任务队列中。这些线程属于非核心线程，在任务完成后，闲置时间达到了超时时间就会被清除。
 * 如果线程数量>核心线程数，并且>最大线程数，当任务队列是LinkedBlockingDeque，会将超过核心线程的任务放在任务队列中排队。也就是当任务队列是LinkedBlockingDeque并且没有大小限制时，线程池的最大线程数设置是无效的，他的线程数最多不会超过核心线程数。
 * 如果线程数量>核心线程数，并且>最大线程数，当任务队列是SynchronousQueue的时候，会因为线程池拒绝添加任务而抛出异常。

当线程池任务队列有大小限制时

*  当LinkedBlockingDeque塞满时，新增的任务会直接创建新线程来执行，当创建的线程数量超过最大线程数量时会抛异常。
 *  SynchronousQueue没有数量限制。因为他根本不保持这些任务，而是直接交给线程池去执行。当任务数量超过最大线程数时会直接抛异常。

**Executors**线程池工厂、工具类提供了一些个性化的线程池配置，如：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#a3a3a3;vertical-align:top;"> newFixedThreadPool(int nThreads) ExecutorService newSingleThreadExecutor() ExecutorService newCachedThreadPool() ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  newFixedThreadPool，可重用、固定线程的线程池，基于共享的、无限的队列，在任何时候，线程都是活动状态，且可以处理任务，如果在所有线程都是活动状态时提交任务，任务将缓存在任务队列中等待，知道线程空闲下来，如果由于执行期间线程挂掉，将会创建新的线程执行任务。
 *  newSingleThreadExecutor，只有一个线程的线程池，基于无限队列，独苗线程挂掉后会重新创建，保证任务按照顺序执行，在任何给定时间，不会有多个任务处于活动状态
 *  newCachedThreadPool，根据需要创建新线程的线程池，但是线程可以重用，通常用于执行许多短期异步任务， 如果没有现有线程可用，则为新线程将创建线程并将其添加到池中。 线程未使用60秒将被终止并从中删除缓存。
 *  newScheduledThreadPool，延迟执行或定时执行任务的线程池。

（完）

[70]: /images/20220515/7a4b77b149134b19989efcc076123d5c.png