线程池的使用场景和作用:
在高并发情况下,且每个线程的存活时间很短,如果通过频繁的创建线程则会大大的降低系统的效率,线程池就是用来解决这一问题的。
Java中线程池的实现在JUC包中,主要相关类的UML图如下:
Interface Executor
class Executors
在class Executor中展示了常用的四种线程池,它们都是通过静态方法实现的,如下:
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
以上这两种线程池,都是基于类ThreadPoolExecutor来实现的,以下是该类的一个构造方法:
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
}
该方法调用了另一个构造方法;其中:
- corePoolSize:核心线程数
- maximumPoolSize:最大线程数
- keepAliveTime:单个线程存活时间
- unit:时间单位
- workQueue:任务执行前保持任务的队列
- handler:线程池对拒绝任务的处理策略
当一个任务通过execute(Runnable)方法欲添加到线程池时:
如果此时线程池中的数量小于corePoolSize,即使线程池中的线程都处于空闲状态,也要创建新的线程来处理被添加的任务。
如果此时线程池中的数量等于corePoolSize,但是缓冲队列workQueue未满,那么任务被放入缓冲队列。
如果此时线程池中的数量大于corePoolSize,缓冲队列workQueue满,并且线程池中的数量小于maximumPoolSize,建新的线程来处理被添加的任务。
如果此时线程池中的数量大于corePoolSize,缓冲队列workQueue满,并且线程池中的数量等于maximumPoolSize,那么通过handler所指定的策略来处理此任务。
也就是:处理任务的优先级为:核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程maximumPoolSize,如果三者都满了,使用handler处理被拒绝的任务。
当线程池中的线程数量大于corePoolSize时,如果某线程空闲时间超过keepAliveTime,线程将被终止。这样,线程池可以动态的调整池中的线程数。
其中可选的BlockingQueue有以下几种:
- 无限队列:LinkedBlockingQueue,顾名思义,这是一个类似链表的队列,必要情况下,任务会在该队列里无限堆加;
- 有限队列:ArrayBlockingQueue,同样顾名思义,这是一个类似数组的队列,要指定数组的length,所以该队列是有限长的;
- 同步移交:SynchronousQueue,对于庞大的无限的池,可以直接绕开队列,直接由生产者交给工作线程。
- 优先队列:PriorityBlockingQueue,通过优先级安排任务。
所以基于此,我们也可以自定义类似的线程池:
public static void selfDefineThreadPool(){
BlockingQueue<Runnable> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(10);
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(5,10,120L,TimeUnit.SECONDS,blockingQueue);
for (int i = 0; i < 20; i++) {
threadPoolExecutor.submit(new MyCallable<String>());
}
threadPoolExecutor.shutdown();
}
以下是另外两种线程池的源码:
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
可以说,newSingleThreadExecutor也是基于ThreadPoolExecutor来实现的。