线程池底层原理介绍

深藏阁楼爱情的钟 2022-10-31 05:23 190阅读 0赞

# 线程池底层原理介绍 #

**池化思想**

## 优点 ##

1.  提高线程利用率
2.  提高响应速度
3.  可以控制最大并发数
4.  便于统一管理

## 参数 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数</th> 
   <th>解释</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>corePoolSize</td> 
   <td>核心线程数量，线程池维护线程的最少数量</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>maximumPoolSize</td> 
   <td>线程池维护线程的最大数量</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>keepAliveTime</td> 
   <td>线程池除核心线程外的其他线程的最长空闲时间，超过该时间的空闲线程会被销毁</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>unit</td> 
   <td>keepAliveTime的单位，TimeUnit中的几个静态属性：NANOSECONDS、MICROSECONDS、MILLISECONDS、SECONDS</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>workQueue</td> 
   <td>线程池所使用的任务缓冲队列</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>threadFactory</td> 
   <td>线程工厂，用于创建线程，一般用默认的即可</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>handler</td> 
   <td>线程池对拒绝任务的处理策略</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 处理过程 ##

1.创建一个线程池，线程池里有多个核心线程，当任务进来时，当前线程数量小于corePoolSize时，会立刻创建线程不管有米有空闲线程；  
2.当任务进来后，如果有空闲的线程，则会立刻调用线程，如果没有空闲的线程就会将任务放到一个阻塞队列中，直到有空闲的线程出现；  
3.当阻塞队列满时，线程池才会尝试创建新的线程，如果线程数量大于最大线程数，则会采取拒绝任务的策略  
4.当后来创建的线程空闲达到一定时间后，会自动销毁，直到满足核心线程数。

## WorkQueue ##

主要有四类：

1.  ArrayBlockingQueue：有界阻塞队列，一般使用的这个，当任务量大于队列长度时，要么创建线程要么拒绝任务
2.  LinkedBlockingQueue：无界阻塞队列，maxmumPoolSize无效，会一直加入线程，不会创建新的线程去处理任务
3.  SynchronousQueue：同步队列，不能存放任务，一旦有任务进来，必须创建线程来处理任务
4.  PriorityBlockingQueue：优先阻塞队列，具有优先级的无界阻塞队列

## Handler ##

1.  ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常；也是默认的处理方式。
2.  ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：丢弃任务，但是不抛出异常。
3.  ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程）
4.  ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务

## 常见的线程池 ##

1.  Executors.newCachedThreadPool  
    new ThreadPoolExecutor(0,Integer.MAX\_VALUE,60L,TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue());  
    使用SynchronousQueue，有任务进来就创建线程，线程空闲就回收销毁
2.  Executors.newFixedThreadPool  
    new ThreadPoolExector(n Threads,n Threads,0L,TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue())  
    线程数固定，不能创建新的线程，如果有任务进来就阻塞
3.  Executors.newSingleThreadExecutor();  
    new ThreadPoolExector(n Threads,n Threads,0L,TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue())  
    创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照顺序执行。
4.  Executors.newScheduledThreadPool(int);  
    new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize)  
    创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。

## 核心线程数选择 ##

**cpu密集型任务**：系统的I/O读写效率高于CPU效率，大部分的情况是CPU有许多运算需要处理，使用率很高。但I/O执行很快。那么核心线程数为cpu+1  
**IO密集型任务**：系统的CPU性能比磁盘读写效能要高很多，大多数情况是CPU在等I/O的读写操作，此时CPU的使用率并不高；核心线程数为cpu\*2  
**混合型任务**：既包含CPU密集型又包含I/O密集型。核心线程数为（线程等待时间/线程cpu时间+1）\*cpu

## 核心线程数过多或者过少的问题 ##

**核心线程数过多**会导致线程之间竞争激烈，上下文切换频繁，从而影响整体效率  
**核心线程数过少**会导致大量任务进来后，会导致任务处于阻塞状态需要长时间等待，或者队列满了之后有任务无法被执行，甚至导致内存溢出（OOM）。

## 创建线程池的方式 ##

1.  使用Executors工具类
2.  使用ThreadPoolExector类去创建

## execute()方法和submit()方法的区别 ##

**execute()方法**提交的是没有返回值的任务，无法判断该任务时候被线程池执行  
**submit()方法**提交的是有返回值的任务，返回类型是future类，通过future类的get()方法获取返回值时会阻塞当前线程直到得到结果，get（long timeout,TimeUnit unit)方法是阻塞一段时间后返回，任务不一定完成，也有可能完成。cancel方法可以取消任务，已经完成或者还未开始任务则返回false，任务正在执行则返回true并且中断任务。

### 线程池调优 ###

核心线程数选择  
最大线程数设置，防止县城资源耗尽  
使用有界的阻塞队列，提高系统的稳定性和预警能力