线程池和自定义线程池总结（java ）

分手后的思念是犯贱 2023-10-06 14:30 12阅读 0赞

#### 为什么要使用线程池 ####

我们想用线程池的时候 会去创建一个线程 ,但是如果并发的线程数量很多，并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了，这样频繁创建线程就会大大降低系统的效率，  
因为频繁创建线程和销毁线程需要时间,提高响应速度：线程的创建时间为T1，执行时间T2,销毁时,提高线程的可管理性管理。

#### java提供的四种线程池 ####

###### newCachedThreadPool ： ######

可缓存线程池，若线程池长度超过处理需要，则回收空线程，否则创建新线程，线程规模可无限大。

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
    
    当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，
    而不用每次新建线程。

###### newFixedThreadPool ： ######

定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
    定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。

###### newScheduledThreadPool ： ######

定长线程池，支持定时及周期性任务执行，类似Timer。

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    使用实例：
    ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    //表示延迟1秒后每3秒执行一次。
    scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
        
        @Override
        public void run() {
        
            System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");
        }
    }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

###### newSingleThreadExecutor ： ######

单线程 的线程池，支持FIFO, LIFO, 优先级策略。

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
    通过观察源码，其中四种线程的创建都是创建一个ThreadPoolExecutor。
    其中ThreadPoolExecutor是ExecutorService接口的实现类。

#### 经常用的线程池类 ####

##### 1.ThreadPoolExecutor #####

翻看源码可以看到  
ThreadPoolExecutor继承了AbstractExecutorService,  
AbstractExecutorService 的实现 源码如下：

public abstract class AbstractExecutorService implements ExecutorService {
        
     
         
        protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) {
         };
        protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {
         };
        public Future<?> submit(Runnable task) {
        };
        public <T> Future<T> submit(Runnable task, T result) {
         };
        public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
         };
        private <T> T doInvokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                                boolean timed, long nanos)
            throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
        
        };
        public <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
            throws InterruptedException, ExecutionException {
        
        };
        public <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                               long timeout, TimeUnit unit)
            throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
        
        };
        public <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
            throws InterruptedException {
        
        };
        public <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                                             long timeout, TimeUnit unit)
            throws InterruptedException {
        
        };
    }

AbstractExecutorService 又是一个抽象类，它实现了ExecutorService接口。  
ExecutorService 又继承 Executor 它的实现如下

public interface ExecutorService extends Executor {
        
     
        void shutdown();
        boolean isShutdown();
        boolean isTerminated();
        boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)
            throws InterruptedException;
        <T> Future<T> submit(Callable<T> task);
        <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
        Future<?> submit(Runnable task);
        <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
            throws InterruptedException;
        <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                                      long timeout, TimeUnit unit)
            throws InterruptedException;
     
        <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
            throws InterruptedException, ExecutionException;
        <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                        long timeout, TimeUnit unit)
            throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
    }

再看下 Executor 的实现

public interface Executor {
        
        void execute(Runnable command);
    }

这里总结一下 ThreadPoolExecutor、AbstractExecutorService、ExecutorService和Executor几个之间的关系了。  
参考这个图 更直观 ：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzk3NTc3MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

Executor是一个顶层接口，在它里面只声明了一个方法execute(Runnable)，返回值为void，参数为Runnable类型，从字面意思可以理解，就是用来执行传进去的任务的；

然后ExecutorService接口继承了Executor接口，并声明了一些方法：submit、invokeAll、invokeAny以及shutDown等；

抽象类AbstractExecutorService实现了ExecutorService接口，基本实现了ExecutorService中声明的所有方法；然后ThreadPoolExecutor继承了类AbstractExecutorService。

在ThreadPoolExecutor类中有几个非常重要的方法：
    execute()
    submit()
    shutdown()
    shutdownNow()

execute()方法实际上是Executor中声明的方法，在ThreadPoolExecutor进行了具体的实现，这个方法是ThreadPoolExecutor的核心方法，通过这个方法可以向线程池提交一个任务，交由线程池去执行。

submit()方法是在ExecutorService中声明的方法，在AbstractExecutorService就已经有了具体的实现，在ThreadPoolExecutor中并没有对其进行重写，这个方法也是用来向线程池提交任务的，但是它和execute()方法不同，它能够返回任务执行的结果，去看submit()方法的实现，会发现它实际上还是调用的execute()方法，只不过它利用了Future来获取任务执行结果（Future相关内容将在下一篇讲述）。

shutdown()和shutdownNow()是用来关闭线程池的。

还有很多其他的方法：

比如：getQueue() 、getPoolSize() 、getActiveCount()、getCompletedTaskCount()等获取与线程池相关属性的方法，有兴趣的朋友可以自行查阅API。

java.uitl.concurrent.ThreadPoolExecutor类是线程池中最核心的一个类.  
ThreadPoolExecutor类中提供了四个构造方法

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {
        
        .....
        public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
                BlockingQueue<Runnable> workQueue);
     
        public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
                BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory);
     
        public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
                BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler);
     
        public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
            BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler);
        ...
    }

从上面的代码可以得知，ThreadPoolExecutor继承了AbstractExecutorService类，并提供了四个构造器，事实上，通过观察每个构造器的源码具体实现，发现前面三个构造器都是调用的第四个构造器进行的初始化工。

###### 线程池中参数解读 ######

corePoolSize :指的是 核心线程池。指保留的线程池大小（不超过maximumPoolSize值时，线程池中最多有corePoolSize 个线程工作）  
　小于corePoolSize ，就会创建新线程，= corePoolSize ，这个任务就会保存到BlockingQueue，如果调用prestartAllCoreThreads（）方法就会一次性的启动corePoolSize 个数的线程。  
　　  
　maximumPoolSize 指的是线程池的最大数量（线程池中最大有corePoolSize 个线程可运行）  
　  
　keepAliveTime：表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。默认情况下，只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时，keepAliveTime才会起作用，直到线程池中的线程数不大于corePoolSize，即当线程池中的线程数大于corePoolSize时，如果一个线程空闲的时间达到keepAliveTime，则会终止，直到线程池中的线程数不超过corePoolSize。但是如果调用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法，在线程池中的线程数不大于corePoolSize时，keepAliveTime参数也会起作用，直到线程池中的线程数为0；  
　  
TimeUnit unit, 存活时间的单位值  
unit 可以取的参数 有 7个

TimeUnit.DAYS;               //天
    TimeUnit.HOURS;             //小时
    TimeUnit.MINUTES;           //分钟
    TimeUnit.SECONDS;           //秒
    TimeUnit.MILLISECONDS;      //毫秒
    TimeUnit.MICROSECONDS;      //微妙
    TimeUnit.NANOSECONDS;       //纳秒

BlockingQueue workQueue, 保存任务的阻塞队列  
可选择的一般有:  
ArrayBlockingQueue; // 基于数组的先进先出队列，此队列创建时  
必须指定大小  
LinkedBlockingQueue; // 基于链表的先进先出队列，如果创建时没有  
指定此队列大小，则默认为Integer.MAX\_VALUE；  
SynchronousQueue; // 这个队列比较特殊，它不会保存提交的任务，而是将直接新建一个线程来执行新来的任务  
　ArrayBlockingQueue和PriorityBlockingQueue使用较少，一般使用LinkedBlockingQueue和Synchronous。线程池的排队策略与BlockingQueue有关。

ThreadFactory threadFactory, 创建线程的工厂，给新建的线程赋予名字  
RejectedExecutionHandler handler ：饱和策略

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。 
    ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。 
    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）
    ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务

AbortPolicy ：直接抛出异常，默认；  
CallerRunsPolicy：用调用者所在的线程来执行任务  
DiscardOldestPolicy：丢弃阻塞队列里最老的任务，队列里最靠前的任务  
DiscardPolicy ：当前任务直接丢弃

在ThreadPoolExecutor类中有几个非常重要的方法：

execute()
    submit()
    shutdown()
    shutdownNow()

execute()方法实际上是Executor中声明的方法，在ThreadPoolExecutor进行了具体的实现，这个方法是ThreadPoolExecutor的核心方法，通过这个方法可以向线程池提交一个任务，交由线程池去执行.

submit 与 execute 的区别

关闭线程池:  
　shutdown()和shutdownNow() 的区别

shutdown()：不会立即终止线程池，而是要等所有任务缓存队列中的任务都执行完后才终止，但再也不会接受新的任务
    shutdownNow()：立即终止线程池，并尝试打断正在执行的任务，并且清空任务缓存队列，返回尚未执行的任务

参考:  
https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3932921.html

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzk3NTc3MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200828094722719.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzk3NTc3MQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center