线程池

2020-06-28  本文已影响0人  果果_Zhen

线程池主要解决两个问题:

1、 当执行大量异步任务时线程池能够提供很好的性能。

2、 线程池提供了一种资源限制和管理的手段,比如可以限制线程的个数,动态新增线程等。

线程池体系

图1 线程池体系

1)Executor 是线程池最顶层的接口,在 Executor 中只有一个 execute 方法,用于执行任务。至于线程的创建、调度等细节由子类实现。

2)ExecutorService 继承并拓展了 Executor,在 ExecutorService 内部提供了更全面的任务提交机制以及线程池关闭方法。

3)ThreadPoolExecutor 是 ExecutorService 的默认实现,所谓的线程池机制也大多封装在此类当中,因此它是本课时分析的重点。

4)ScheduledExecutorService 继承自 ExecutorService,增加了定时任务相关方法。

5)ScheduledThreadPoolExecutor 继承自 ThreadPoolExecutor,并实现了 ScheduledExecutorService 接口。

6)ForkJoinPool 是一种支持任务分解的线程池,一般要配合可分解任务接口 ForkJoinTask 来使用。

在ThreadPoolExecutor中,有一个内部类——Work,它是继承AbstractQueuedSynchronizer(AQS)类,实现了Runnable接口的类。也是实现线程池的核心。具体AQS类的源码解析,请参考上一篇文章《AQS(Abstract Queued Synchronizer)源码分析》

创建线程

        ThreadPoolExecutor初始化方法如下:

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,

                          int maximumPoolSize,

                          long keepAliveTime,

                          TimeUnit unit,

                          BlockingQueueworkQueue,

                          ThreadFactory threadFactory,

                          RejectedExecutionHandler handler) 

参数说明:

        corePoolSize:表示核心线程数量。

        maximumPoolSize:表示线程池最大能够容纳同时执行的线程数,必须大于或等于 1。如果和 corePoolSize 相等即是固定大小线程池。

        keepAliveTime:表示线程池中的线程空闲时间,当空闲时间达到此值时,线程会被销毁直到剩下 corePoolSize 个线程。

        unit:用来指定 keepAliveTime 的时间单位,有 MILLISECONDS、SECONDS、MINUTES、HOURS 等。

        workQueue:等待队列,BlockingQueue 类型。当请求任务数大于 corePoolSize 时,任务将被缓存在此 BlockingQueue 中。

        threadFactory:线程工厂,线程池中使用它来创建线程,如果传入的是 null,则使用默认工厂类 DefaultThreadFactory。

        handler:执行拒绝策略的对象。当 workQueue 满了之后并且活动线程数大于 maximumPoolSize 的时候,线程池通过该策略处理请求。拒绝策略如下:

图2 拒绝策略

注意:当 ThreadPoolExecutor 的 allowCoreThreadTimeOut 设置为 true 时,核心线程超时后也会被销毁。


禁止使用 Executors

        为了方便开发者可以更方便的使用线程池,JDK 中给我们提供了一个线程池的工厂类—Executors。在 Executors 中定义了多个静态方法,用来创建不同配置的线程池。常见有以下几种。

        newSingleThreadExecutor: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,保证所有任务按先进先出的顺序执行。

        newCachedThreadPool:创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。

        newFixedThreadPool:创建一个固定数目的、可重用的线程池。

        那为什么要禁止呢?主要是因为容易出现OOM。以下是Executors中的部分创建线程池的源码:

图3 工具类快速创建线程池源码

        1、newCachedThreadPool 缓存线程池的最大线程数为 Integer 最大值。当核心线程耗时很久,线程池会尝试创建新的线程来执行提交的任务,当内存不足时就会报无法创建线程的错误。

        2、newSingleThreadExecutor和newFixedThreadPool传入的是一个无界的阻塞队列,理论上可以无限添加任务到线程池。

以上两种情况如果发生在生产环境将会是致命的。因此在创建线程池时,尽量不要用工具类Executors快速创建线程池。

总结

        线程池是为了在大量异步任务时,提供了资源限制和管理的手段。其中核心是靠ThreadPoolExecutor.Work(AQS子类)进行管理和执行的。尽量不要用工具类Executors创建线程池。

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