深入理解线程池--ThreadPoolExcutor

红太狼 2022-12-10 10:19 284阅读 0赞

线程池技术在并发时经常会使用到，java中的线程池的使用是通过调用ThreadPoolExecutor来实现的。ThreadPoolExecutor提供了四个构造函数,最后都会归结于下面这个构造方法：

// 七个参数的构造函数
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler)

这些参数的意义如下：

*  **corePoolSize**：该线程池中核心线程数最大值
 *  **maximumPoolSize**： 该线程池中线程总数最大值
 *  **keepAliveTime**：该线程池中非核心线程闲置超时时长
 *  **unit**：keepAliveTime的单位
 *  **workQueue**：阻塞队列BlockingQueue，维护着等待执行的Runnable对象
 *  **threadFactory**：创建线程的接口，需要实现他的Thread newThread(Runnable r)方法。
 *  **RejectedExecutionHandler**：饱和策略，最大线程和工作队列容量且已经饱和时execute方法都将调用RejectedExecutionHandler 。

ThreadPoolExecutor工作流程

流程图如下：

![输入图片说明][7a047d69a542f592111498b2dac36790.png]

大致过程陈述为：

1.  向线程池中添加任务，当任务数量少于corePoolSize时，会自动创建thead来处理这些任务；
2.  当添加任务数大于corePoolSize且少于maximmPoolSize时，不在创建线程，而是将这些任务放到阻塞队列中，等待被执行；
3.  接上面2的条件，且当阻塞队列满了之后，继续创建thread,从而加速处理阻塞队列；
4.  当添加任务大于maximmPoolSize时，根据饱和策略决定是否容许继续向线程池中添加任务，默认的饱和策略是AbortPolicy（直接丢弃）。

**线程池中使用的阻塞队列**

*  `ArrayBlockingQueue`：基于数组结构的`有界`阻塞队列，构造函数一定要传大小，FIFO（先进先出）；
 *  `LinkedBlockingQueue`：无界，默认大小65536（Integer.MAX\_VALUE），当大量请求任务时，容易造成内存耗尽。
 *  `SynchronousQueue`：同步队列，是一个特殊的BlockingQueue，它没有容量（这是因为在SynchronousQueue中，插入将等待另一个线程的删除操作，反之亦然）。具体可以参考：[《Java SynchronousQueue Examples（译）》][Java SynchronousQueue Examples]
 *  `PriorityBlockingQueue`: 优先队列，无界。
 *  `DelayedWorkQueue`：这个队列接收到任务时，首先先入队，只有达到了指定的延时时间，才会执行任务

阻塞队列常见的方法如下表所示：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法名</th> 
   <th>说明</th> 
   <th>注意</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>add</td> 
   <td>增加一个元索</td> 
   <td>如果队列已满，则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>remove</td> 
   <td>移除并返回队列头部的元素</td> 
   <td>如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>element</td> 
   <td>返回队列头部的元素</td> 
   <td>如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>offer</td> 
   <td>添加一个元素并返回true</td> 
   <td>如果队列已满，则返回false</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>poll</td> 
   <td>移除并返问队列头部的元素</td> 
   <td>如果队列为空，则返回null</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>peek</td> 
   <td>返回队列头部的元素</td> 
   <td>如果队列为空，则返回null</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>put</td> 
   <td>添加一个元素</td> 
   <td>如果队列满，则阻塞</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>take</td> 
   <td>移除并返回队列头部的元素</td> 
   <td>如果队列为空，则阻塞</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**常见四种线程池**

*  newCachedThreadPool
 *  newFixedThreadPool
 *  newSingleThreadExecutor
 *  newScheduledThreadPool

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>线程池</th> 
   <th>使用的阻塞队列</th> 
   <th>线程池大小</th> 
   <th>超时</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>CachedThreadPool</td> 
   <td>SynchronousQueue（队列长度无限</td> 
   <td>可增加，最大值Integer.MAX_VALUE</td> 
   <td>默认60秒超时</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FixedThreadPool</td> 
   <td>LinkedBlockingQueue（队列长度无限）</td> 
   <td>可指定nThreads，固定数量</td> 
   <td>不会超时</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>newSingleThreadExecutor</td> 
   <td>LinkedBlockingQueue（队列长度无限），</td> 
   <td>固定为1</td> 
   <td>不超时</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>newScheduledThreadPool</td> 
   <td>DelayedWorkQueue</td> 
   <td>可增加，最大值Integer.MAX_VALUE</td> 
   <td>不超时</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

它们通过Executors以静态方法的方式直接调用，实质上是它们最终调用的是ThreadPoolExecutor的构造方法，也就是本文最前面那段代码。注：KeepAliveTime=0的话，表示不等待

[7a047d69a542f592111498b2dac36790.png]: /images/20221123/bf87653e92e846ba892623468a13d209.png
[Java SynchronousQueue Examples]: http://youaijj.top/archives/20180803162809