线程池总结
2019-07-23 本文已影响0人
王侦
1.概览
功能简介：
- ThreadPoolExecutor就是普通的线程池。
- ScheduledThreadPoolExecutor特别适用于延迟执行任务：以固定间隔调度任务或者以固定延迟调度任务
- ForkJoinPool适用于使用分治法(Divide-and-Conquer Algorithm)能够解决的问题，特点是工作密取。
2.线程池ThreadPoolExecutor的架构
2.1 线程池四大构件
- 首先就是线程池本身：ctl状态管理、执行任务execute及submit、线程增加和缩减、以及shutdown和shutdownNow操作
- 线程本身Worker，本身实现了AQS，在执行任务加锁，屏蔽了中断
- 阻塞队列，从队列中取任务getTask
- 任务FutureTask
2.2 任务两级调度模型
2.3 Executor框架的三大部分
- 1.任务——Runnable Callable
- 2.任务的执行——ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor
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3.异步计算的结果——Future（FutureTask）
3.ScheduledThreadPoolExecutor
3.1 Leader-Follower模式
参考并发容器BlockingQueue - DelayQueue及Leader-Follower模式
leader是等待队列头部元素的指定线程。Leader-Follower模式的这种变体用于最小化不必要的定时等待。
- 当一个线程称为leader时，其会定时等待下一个delay元素过期，但是其他线程会无限期等待。
- 当从take/poll返回之前，leader线程必须signal其他等待线程，除非在此期间有线程称为了新的leader。
- 每当队列头部元素被更早到期的元素替换时，leader被置为null，offer里面q.peek() == e时，会将leader=null，此时当然会signal，重新竞选leader。所以定时等待线程必须要处理失去leader时情况。
3.2 ScheduledThreadPoolExecutor四大构件
- 首先就是线程池本身：执行任务execute及submit被覆盖了以实现周期任务，增加了run-after-shutdown参数来处理线程池关闭后怎么处理周期任务
- 线程还是沿用Worker，本身实现了AQS，在执行任务加锁，屏蔽了中断
- 阻塞队列使用的是定制的DelayedWorkQueue，优先队列，ScheduledFutureTask会记录其在堆数组中索引，这会消除在取消时查找任务的操作，大大加快了移除操作。但是在siftUp和siftDown中会增加维护索引的额外操作。
- 任务是继承自FutureTask的ScheduledFutureTask，实现了compareTo（基于time和序列号），方便放入DelayedWorkQueue。通过period区分是一次性任务还是周期性任务。通过setNextRuntime区分是scheduleAtFixedRate还是scheduleWithFixedDelay。
4.ForkJoinPool
4.1 四大构件
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线程池ForkJoinPool，核心的ctl打包了AC、TC、SS和ID，runState用于操作workQueues数组。
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工作线程ForkJoinWorkerThread，每个工作线程都会注册一个自己的WorkQueue，该WorkQueue放在workQueues数组奇数索引处。线程执行时，不一定会执行当前 WorkQueue 中的任务，而是可以偷取别的Worker的任务来执行。
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队列WorkQueue，支持工作窃取和外部任务提交的双端队列，只支持四种可能的端操作中的三种 - push，pop和poll（也称为steal），进一步的限制是push和pop仅从拥有的线程调用，而poll可以从其他线程调用。
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任务ForkJoinTask。
1）任务类型
RecursiveAction——不返回结果的计算
RecursiveTask——返回结果
CountedCompleter——已完成的操作触发其他操作
2）内部提交
fork——直接加入到当前线程的workQueue中
invoke——提交任务等待任务完成并获取结果（当前线程执行）
join——等待任务完成并获取结果，尝试在当前线程中开始执行。
3）任务状态
当状态完成时，为负数，表示正常完成、取消或者异常；
阻塞等待的任务设置了SIGNAL
4.2 整体的运行机理
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ForkJoinPool适合分治算法
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任务提交分为外部和内部提交
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整体运行图
