线程池

迷南。 2022-06-06 11:47 39阅读 0赞

一、ThreadPoolExecutor

public class ThreadPoolExecutor
         
       
        
          extends 
          
        AbstractExecutorService
         
        
       
             
          
        所有已实现的接口：    
         
         
        Executor, ExecutorService

一个 [ `ExecutorService`][_ExecutorService]，它使用可能的几个池线程之一执行每个提交的任务，通常使用 [ `Executors`][_Executors] 工厂方法配置。

线程池可以解决两个不同问题：由于减少了每个任务调用的开销，它们通常可以在执行大量异步任务时提供增强的性能，并且还可以提供绑定和管理资源（包括执行任务集时使用的线程）的方法。每个ThreadPoolExecutor 还维护着一些基本的统计数据，如完成的任务数。

为了便于跨大量上下文使用，此类提供了很多可调整的参数和扩展钩子 (hook)。但是，强烈建议程序员使用较为方便的 [ `Executors`][_Executors] 工厂方法 [ `Executors.newCachedThreadPool()`][_Executors.newCachedThreadPool]（无界线程池，可以进行自动线程回收）、[`Executors.newFixedThreadPool(int)`][Executors.newFixedThreadPool_int]（固定大小线程池）和[`Executors.newSingleThreadExecutor()`][Executors.newSingleThreadExecutor]（单个后台线程），它们均为大多数使用场景预定义了设置。否则，在手动配置和调整此类时，使用以下指导：

核心和最大池大小

ThreadPoolExecutor 将根据 corePoolSize（参见 [ `getCorePoolSize()`][_getCorePoolSize]）和 maximumPoolSize（参见 [ `getMaximumPoolSize()`][_getMaximumPoolSize]）设置的边界自动调整池大小。当新任务在方法 [ `execute(java.lang.Runnable)`][_execute_java.lang.Runnable] 中提交时，如果运行的线程少于 corePoolSize，则创建新线程来处理请求，即使其他辅助线程是空闲的。如果运行的线程多于 corePoolSize 而少于 maximumPoolSize，则仅当队列满时才创建新线程。如果设置的 corePoolSize 和 maximumPoolSize 相同，则创建了固定大小的线程池。如果将 maximumPoolSize 设置为基本的无界值（如 Integer.MAX\_VALUE），则允许池适应任意数量的并发任务。在大多数情况下，核心和最大池大小仅基于构造来设置，不过也可以使用 [ `setCorePoolSize(int)`][_setCorePoolSize_int] 和 [ `setMaximumPoolSize(int)`][_setMaximumPoolSize_int] 进行动态更改。

按需构造

默认情况下，即使核心线程最初只是在新任务到达时才创建和启动的，也可以使用方法 [ `prestartCoreThread()`][_prestartCoreThread] 或 [ `prestartAllCoreThreads()`][_prestartAllCoreThreads] 对其进行动态重写。如果构造带有非空队列的池，则可能希望预先启动线程。

创建新线程

使用 [ `ThreadFactory`][_ThreadFactory] 创建新线程。如果没有另外说明，则在同一个 [ `ThreadGroup`][_ThreadGroup] 中一律使用 [ `Executors.defaultThreadFactory()`][_Executors.defaultThreadFactory] 创建线程，并且这些线程具有相同的 NORM\_PRIORITY 优先级和非守护进程状态。通过提供不同的 ThreadFactory，可以改变线程的名称、线程组、优先级、守护进程状态，等等。如果从 newThread 返回 null 时 ThreadFactory 未能创建线程，则执行程序将继续运行，但不能执行任何任务。

保持活动时间

如果池中当前有多于 corePoolSize 的线程，则这些多出的线程在空闲时间超过 keepAliveTime 时将会终止（参见 [ `getKeepAliveTime(java.util.concurrent.TimeUnit)`][_getKeepAliveTime_java.util.concurrent.TimeUnit]）。这提供了当池处于非活动状态时减少资源消耗的方法。如果池后来变得更为活动，则可以创建新的线程。也可以使用方法 [`setKeepAliveTime(long, java.util.concurrent.TimeUnit)`][setKeepAliveTime_long_ java.util.concurrent.TimeUnit] 动态地更改此参数。使用 Long.MAX\_VALUE [ `TimeUnit.NANOSECONDS`][_TimeUnit.NANOSECONDS] 的值在关闭前有效地从以前的终止状态禁用空闲线程。默认情况下，保持活动策略只在有多于 corePoolSizeThreads 的线程时应用。但是只要 keepAliveTime 值非 0， [`allowCoreThreadTimeOut(boolean)`][allowCoreThreadTimeOut_boolean] 方法也可将此超时策略应用于核心线程。

排队

所有 [ `BlockingQueue`][_BlockingQueue] 都可用于传输和保持提交的任务。可以使用此队列与池大小进行交互：

*  如果运行的线程少于 corePoolSize，则 Executor 始终首选添加新的线程，而不进行排队。
 *  如果运行的线程等于或多于 corePoolSize，则 Executor 始终首选将请求加入队列，而不添加新的线程。
 *  如果无法将请求加入队列，则创建新的线程，除非创建此线程超出 maximumPoolSize，在这种情况下，任务将被拒绝。

排队有三种通用策略：

1.  *直接提交。*工作队列的默认选项是 [ `SynchronousQueue`][_SynchronousQueue]，它将任务直接提交给线程而不保持它们。在此，如果不存在可用于立即运行任务的线程，则试图把任务加入队列将失败，因此会构造一个新的线程。此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集时出现锁。直接提交通常要求无界 maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。
2.  *无界队列。*使用无界队列（例如，不具有预定义容量的 [ `LinkedBlockingQueue`][_LinkedBlockingQueue]）将导致在所有 corePoolSize 线程都忙时新任务在队列中等待。这样，创建的线程就不会超过 corePoolSize。（因此，maximumPoolSize 的值也就无效了。）当每个任务完全独立于其他任务，即任务执行互不影响时，适合于使用无界队列；例如，在 Web 页服务器中。这种排队可用于处理瞬态突发请求，当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。
3.  *有界队列。*当使用有限的 maximumPoolSizes 时，有界队列（如 [ `ArrayBlockingQueue`][_ArrayBlockingQueue]）有助于防止资源耗尽，但是可能较难调整和控制。队列大小和最大池大小可能需要相互折衷：使用大型队列和小型池可以最大限度地降低 CPU 使用率、操作系统资源和上下文切换开销，但是可能导致人工降低吞吐量。如果任务频繁阻塞（例如，如果它们是 I/O 边界），则系统可能为超过您许可的更多线程安排时间。使用小型队列通常要求较大的池大小，CPU 使用率较高，但是可能遇到不可接受的调度开销，这样也会降低吞吐量。

被拒绝的任务

当 Executor 已经关闭，并且 Executor 将有限边界用于最大线程和工作队列容量，且已经饱和时，在方法 [ `execute(java.lang.Runnable)`][_execute_java.lang.Runnable] 中提交的新任务将被 *拒绝*。在以上两种情况下，  execute 方法都将调用其 [ `RejectedExecutionHandler`][_RejectedExecutionHandler] 的 [ `RejectedExecutionHandler.rejectedExecution(java.lang.Runnable, java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor)`][_RejectedExecutionHandler.rejectedExecution_java.lang.Runnable_ java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor] 方法。下面提供了四种预定义的处理程序策略：

1.  在默认的 [ `ThreadPoolExecutor.AbortPolicy`][_ThreadPoolExecutor.AbortPolicy] 中，处理程序遭到拒绝将抛出运行时 [ `RejectedExecutionException`][_RejectedExecutionException]。
2.  在 [ `ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy`][_ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy] 中，线程调用运行该任务的 execute 本身。此策略提供简单的反馈控制机制，能够减缓新任务的提交速度。
3.  在 [ `ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy`][_ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy] 中，不能执行的任务将被删除。
4.  在 [ `ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy`][_ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy] 中，如果执行程序尚未关闭，则位于工作队列头部的任务将被删除，然后重试执行程序（如果再次失败，则重复此过程）。

定义和使用其他种类的 [ `RejectedExecutionHandler`][_RejectedExecutionHandler] 类也是可能的，但这样做需要非常小心，尤其是当策略仅用于特定容量或排队策略时。

钩子 (hook) 方法

此类提供 protected 可重写的 [ `beforeExecute(java.lang.Thread, java.lang.Runnable)`][_beforeExecute_java.lang.Thread_ java.lang.Runnable] 和 [ `afterExecute(java.lang.Runnable, java.lang.Throwable)`][_afterExecute_java.lang.Runnable_ java.lang.Throwable] 方法，这两种方法分别在执行每个任务之前和之后调用。它们可用于操纵执行环境；例如，重新初始化 ThreadLocal、搜集统计信息或添加日志条目。此外，还可以重写方法 [`terminated()`][terminated] 来执行 Executor 完全终止后需要完成的所有特殊处理。

如果钩子 (hook) 或回调方法抛出异常，则内部辅助线程将依次失败并突然终止。

队列维护

方法 [ `getQueue()`][_getQueue] 允许出于监控和调试目的而访问工作队列。强烈反对出于其他任何目的而使用此方法。 [ `remove(java.lang.Runnable)`][_remove_java.lang.Runnable] 和 [ `purge()`][_purge] 这两种方法可用于在取消大量已排队任务时帮助进行存储回收。

终止

程序 *AND* 不再引用的池没有剩余线程会自动 shutdown。如果希望确保回收取消引用的池（即使用户忘记调用 [ `shutdown()`][_shutdown]），则必须安排未使用的线程最终终止：设置适当保持活动时间，使用 0 核心线程的下边界和/或设置 [ `allowCoreThreadTimeOut(boolean)`][allowCoreThreadTimeOut_boolean]。

# Spring线程池ThreadPoolTaskExecutor配置及详情 #

<bean id="taskExecutor" class="org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor">
            
            <property name="corePoolSize" value="5" />
            
            <property name="keepAliveSeconds" value="200" />
            
            <property name="maxPoolSize" value="10" />
            
            <property name="queueCapacity" value="20" />
            
            <property name="rejectedExecutionHandler">
                <bean class="java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$CallerRunsPolicy" />
            </property>
        </bean>

属性字段说明

corePoolSize：线程池维护线程的最少数量

keepAliveSeconds：允许的空闲时间

maxPoolSize：线程池维护线程的最大数量

queueCapacity：缓存队列

rejectedExecutionHandler：对拒绝task的处理策略

## 2. execute(Runable)方法执行过程 ##

如果此时线程池中的数量**小于**corePoolSize，即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要**创建新**的线程来处理被添加的任务。

如果此时线程池中的数量**等于** corePoolSize，但是缓冲队列 workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。

如果此时线程池中的数量**大于**corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量小于maxPoolSize，建新的线程来处理被添加的任务。

如果此时线程池中的数量**大于**corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于maxPoolSize，那么通过handler所指定的策略来处理此任务。也就是：处理任务的优先级为：核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程 maximumPoolSize，如果三者都满了，使用handler处理被拒绝的任务。

当线程池中的线程数量**大于**corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止。这样，线程池可以动态的调整池中的线程数。

[_ExecutorService]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ExecutorService.html
[_Executors]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/Executors.html
[_Executors.newCachedThreadPool]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/Executors.html#newCachedThreadPool%28%29
[Executors.newFixedThreadPool_int]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/Executors.html#newFixedThreadPool%28int%29
[Executors.newSingleThreadExecutor]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/Executors.html#newSingleThreadExecutor%28%29
[_getCorePoolSize]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#getCorePoolSize%28%29
[_getMaximumPoolSize]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#getMaximumPoolSize%28%29
[_execute_java.lang.Runnable]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#execute%28java.lang.Runnable%29
[_setCorePoolSize_int]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#setCorePoolSize%28int%29
[_setMaximumPoolSize_int]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#setMaximumPoolSize%28int%29
[_prestartCoreThread]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#prestartCoreThread%28%29
[_prestartAllCoreThreads]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#prestartAllCoreThreads%28%29
[_ThreadFactory]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadFactory.html
[_ThreadGroup]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/lang/ThreadGroup.html
[_Executors.defaultThreadFactory]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/Executors.html#defaultThreadFactory%28%29
[_getKeepAliveTime_java.util.concurrent.TimeUnit]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#getKeepAliveTime%28java.util.concurrent.TimeUnit%29
[setKeepAliveTime_long_ java.util.concurrent.TimeUnit]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#setKeepAliveTime%28long,%20java.util.concurrent.TimeUnit%29
[_TimeUnit.NANOSECONDS]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/TimeUnit.html#NANOSECONDS
[allowCoreThreadTimeOut_boolean]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#allowCoreThreadTimeOut%28boolean%29
[_BlockingQueue]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/BlockingQueue.html
[_SynchronousQueue]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/SynchronousQueue.html
[_LinkedBlockingQueue]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/LinkedBlockingQueue.html
[_ArrayBlockingQueue]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ArrayBlockingQueue.html
[_RejectedExecutionHandler]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/RejectedExecutionHandler.html
[_RejectedExecutionHandler.rejectedExecution_java.lang.Runnable_ java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/RejectedExecutionHandler.html#rejectedExecution%28java.lang.Runnable,%20java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor%29
[_ThreadPoolExecutor.AbortPolicy]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.AbortPolicy.html
[_RejectedExecutionException]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/RejectedExecutionException.html
[_ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy.html
[_ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy.html
[_ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy.html
[_beforeExecute_java.lang.Thread_ java.lang.Runnable]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#beforeExecute%28java.lang.Thread,%20java.lang.Runnable%29
[_afterExecute_java.lang.Runnable_ java.lang.Throwable]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#afterExecute%28java.lang.Runnable,%20java.lang.Throwable%29
[terminated]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#terminated%28%29
[_getQueue]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#getQueue%28%29
[_remove_java.lang.Runnable]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#remove%28java.lang.Runnable%29
[_purge]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#purge%28%29
[_shutdown]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html#shutdown%28%29