关于线程池的思考

2018-05-20 本文已影响2人七佰

如果频繁使用线程的情况下，每次都使用New thread，有以下几点不好的地方。

性能低下。每次都需要新建线程，浪费资源。
极端情况下，一直新建线程，导致占用过多资源。
缺乏更多定时等功能。

这时，我们引入线程池的概念。可以解决上述问题。
JDK8下线程池支持四种类似。

CacheThreadPool
FixedThreadPool
ScheduedThreadPool
SingleThreadExcutor

CacheThreadPool

CacheThreadPool是通过util.concurrent.Executors创建的ThreadPoolExecutor实例，这个实例根据需要，在线程可用时，重用线程池中的线程。适用于大量的短生命周期的异步任务，可以显著提高性能。当调用execute时，重用之前已经构造的可用线程，如果不存在可用的线程，那么就会新建一个线程加入到线程池中。如果线程超过60秒未使用，那么会从缓存中移除。因此，在长时间不使用的情况下，不消耗任何资源。

FixedThreadPool

FixedThreadPool是通过util.concurrent.Executors创建的ThreadPoolExecutor实例，这个实例会复用固定数量的线程。任意时间点，至多有N个（可设置）线程可用。如果有多的任务过来，会自动在队列中等待，一直到有可用线程可以使用。所有的线程都会在线程池中，直到显式的执行 ExecutorService.shutdown()关闭.

ScheduedThreadPool

SingleThreadExcutor

SingleThreadExcutor是通过util.concurrent.Executors创建的ThreadPoolExecutor实例，这个线程只会用单个工作进程执行无边界的队列任务。他与new FixedThreadPool(1)的区别在于，当进程出现错误的时候，SingleThreadExcutor可以有新的进程继续执行，而FixedThreadPool(1)不行。

最佳实践

FixedThreadPool 和 CachedThreadPool两者对高负载的应用都不是特别友好。
CachedThreadPool 要比 FixedThreadPool 危险很多。
如果应用要求高负载、低延迟，最好不要选择以上两种线程池：

任务队列的无边界：会导致内存溢出以及高延迟

长时间运行会导致 CachedThreadPool 在线程创建上失控

因为两者都不是特别友好，所以推荐使用 ThreadPoolExecutor ，它提供了很多参数可以进行细粒度的控制。

将任务队列设置成有边界的队列
使用合适的 RejectionHandler - 自定义的 RejectionHandler 或 JDK 提供的默认 handler 。

如果在任务完成前后需要执行某些操作，可以重载

beforeExecute(Thread, Runnable)
afterExecute(Runnable, Throwable)

重载 ThreadFactory ，如果有线程定制化的需求
在运行时动态控制线程池的大小（Dynamic Thread Pool）

学习ThreadPoolExecutor

先展示一下 ThreadPoolExecutor的继承关系。ExecutorService是Executor的子接口，增加了一些常用的对线程的控制方法，之后使用线程池主要也是使用这些方法。AbstractExecutorService是一个抽象类。ThreadPoolExecutor就是实现了这个类。

ThreadPoolExecutor.png

四大构造函数

ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue)

ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory)

ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
RejectedExecutionHandler handler)

ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)

参数说明

corePoolSize
核心线程数:默认情况下核心线程会一直存活，即使处于闲置状态也不会受存keepAliveTime限制。除非将allowCoreThreadTimeOut设置为true。
maximumPoolSize
线程池所能容纳的最大线程数。超过这个数的线程将被阻塞。当任务队列为没有设置大小的LinkedBlockingDeque时，这个值无效。
keepAliveTime
非核心线程的闲置超时时间，超过这个时间就会被回收。
unit
指定keepAliveTime的单位，如TimeUnit.SECONDS。当将allowCoreThreadTimeOut设置为true时对corePoolSize生效。
workQueue
线程池中的任务队列.常用的有三种队列，
SynchronousQueue:同步队列
LinkedBlockingDeque:
ArrayBlockingQueue：
threadFactory
线程工厂，提供创建新线程的功能。ThreadFactory是一个接口，只有一个方法

public interface ThreadFactory {
  Thread newThread(Runnable r);
}

通过线程工厂可以对线程的一些属性进行定制。默认的工厂：

static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {
  private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);
  private final ThreadGroup group;
  private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
  private final String namePrefix;
  DefaultThreadFactory() {
      SecurityManager var1 = System.getSecurityManager();
      this.group = var1 != null?var1.getThreadGroup():Thread.currentThread().getThreadGroup();
      this.namePrefix = "pool-" + poolNumber.getAndIncrement() + "-thread-";
  }
  public Thread newThread(Runnable var1) {
      Thread var2 = new Thread(this.group, var1, this.namePrefix + this.threadNumber.getAndIncrement(), 0L);
      if(var2.isDaemon()) {
          var2.setDaemon(false);
      }
      if(var2.getPriority() != 5) {
          var2.setPriority(5);
      }
      return var2;
  }
}

RejectedExecutionHandler
RejectedExecutionHandler也是一个接口，只有一个方法

public interface RejectedExecutionHandler {
  void rejectedExecution(Runnable var1, ThreadPoolExecutor var2);
}

当线程池中的资源已经全部使用，添加新线程被拒绝时，会调用RejectedExecutionHandler的rejectedExecution方法。

场景实践：
当我需要在任务结束的时候，继续执行操作的话，那么我应该怎么办呢？

方法一：使用while(1)方式，不停的轮询任务状态，可以实现功能，但肯定不是我们要的结果，因为这样的主线程并不是挂起，只是不断循环等待的，一样需要耗费资源，如果线程过多会非常浪费资源。
方式二：使用future.get()方法，
方式三：在执行任务的程序的run()方法的最后用wait/notify，唤醒主线程，真正实现了异步，主线程并不多耗费资源。缺点是不够灵活，例如：更改了执行的任务，就必须在新任务的run()方法后加入唤醒操作，不能做到与任务无关。
-方式四：用wait/notify和挂钩程序及反射机制的应用，实现了线程池间的通信控制。

参考资料：
https://www.cnblogs.com/zhangyasong/p/6929749.html
https://www.cnblogs.com/richaaaard/p/6599184.html
http://wawlian.iteye.com/blog/1315256
https://blog.csdn.net/qq_25806863/article/details/71126867

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FixedThreadPool

ScheduedThreadPool

SingleThreadExcutor

最佳实践

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