线程池详解（一）

1.线程池的使用

Exector框架提供了各种类型的线程池，主要有以下几种方法：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
public static ExecutorService newCachedThreadPool() 
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() 
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
  1. newFixedThreadPool(int nThreads): 该方法返回一个固定线程数量的线程池。该线程池中的线程数量始终不变。当有一个新的任务提交时，线程池中若有空闲线程，则立即执行；如果没有，则新的任务会被暂存在一个任务队列（LinkedBlockingQueue有序）中，等到有线程空闲的时候，便处理任务队列中的任务。
    2.newSingleThreadExecutor()：该方法返回一个只有一个线程的线程池。若多余一个任务被提交到线程池，任务会被保存到一个任务队列（LinkedBlockingQueue）中，等到线程空闲，按先入先出的顺序执行队列中的任务。
    3.newCachedThreadPool() ：该方法返回一个可根据实际情况调整线程数量的线程池。线程池中的数量不确定，但若有空闲的线程可以复用，则优先使用可复用的线程。若所有线程均在工作，又有新的任务提交，则会创建新的线程处理任务。所有线程在当前任务执行完毕后，返回线程池进行复用。
    4.newSingleThreadScheduledExecutor() ：该方法返回一个ScheduledExecutorService对象，线程池的大小为1。ScheduledExecutorService接口在ExecutorService接口之上扩展了在给定时间执行某任务的功能，如在某个固定的延时之后执行，或者周期性执行某个任务。
    5.newScheduledThreadPool(int corePoolSize）：该方法也返回一个ScheduledExecutorService对象，但可以指定线程的数量。
    固定大小线程池使用实例 
public class FixedThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i=0;i<5;i++){
            es.submit(()->{
                System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ThreadID："+Thread.currentThread().getId());
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
    }
}

计划任务
另一个值得注意的方法是newScheduledThreadPool（），它返回一个ScheduledExecutorService对象，可以根据时间需要对线程进行调度。它的一些方法如下：

public ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command,
                                       long delay, TimeUnit unit);
public ScheduledFuture<?>  scheduleAtFixedRate(Runnable command,
                                                  long initialDelay,
                                                  long period,
                                                  TimeUnit unit);
public ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command,
                                                     long initialDelay,
                                                     long delay,
                                                     TimeUnit unit);

schedule会在给定时间，对任务进行一次调度。
scheduleAtFixedRate任务调度的频率是一定的，它是以上一个任务开始执行时间为起点，在之后的period时间调度下一次任务。
scheduleWithFixedDelay以上一次任务结束以后的时间为起点，再经过delay时间进行任务调度。

实例代码

public class ScheduleAtFixedRate {
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService ses = Executors.newScheduledThreadPool(10);
        ses.scheduleAtFixedRate(()->{
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(Thread.currentThread().getId()+System.currentTimeMillis()/1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        },0,2, TimeUnit.SECONDS);

    }
}

注意:如果任务的执行时间超过调度时间的话，比如调度周期是2S，任务执行时间是8S，那么并不会出现多个任务堆叠到一起的情况，如果将上述代码的Thread.sleep改为8000，那么任务的执行周期就不是2S，而是8S。

2.核心线程池的内部实现

无论是newFixedThreadPool方法还是newSingleThreadExecutor方法还是newCachedThreadPool方法，其内部实现均使用了ThreadPoolExecutor类。
下面给出这三个线程池的实现方式

 public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    }

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

创建线程池主要通过ThreadPoolExecutor类完成。ThreadPoolExcetor有很多重载方法，通过参数最多的构造方法来理解创建线程池需要配置那些参数，构造方法如下：

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

1.corePoolSize:指定了线程池中的线程数量。
2.maximumPoolSize：指定了线程池中的最大线程数量。。
3.keepAliveTime：空闲线程存活时间。如果当前线程池的线程个数已经超过了corePoolSize，并且线程空闲时间超过了keepAliveTime的话，就会将这些空闲线程销毁，这样可以尽可能降低系统资源消耗。
4.unit：为keepAliveTime指定时间单位

  1. workQueue：任务队列。被提交但尚未执行的任务。
    6.threadFactory：创建线程的工厂类。可以通过指定线程工厂为每个创建出来的线程设置更有意义的名字，如果出现并发问题，也方便查找问题原因。一般用默认的就行。
    7.handler：拒绝策略，当任务太多来不及处理时，如何拒绝任务。

workQueue和handler详解
workQueue
参数workQueue指被提交但未执行的任务队列，它是一个BlockingQueue接口的对象，仅用于存放Runnable对象。可以使用以下几种：

1.直接提交队列（SynchronousQueue）
SynchronousQueue是一种特殊的BlockingQueue。SynchronousQueue没有容量，每一个插入操作都要等待一个响应的删除操作，反之，每一个删除操作都要等待对应的插入操作。如果使用SynchronousQueue，提交的任务不会被真实保存，而总是将新任务提交给线程执行，如果没有空闲线程，则尝试创建新的线程，则尝试创建新的线程，如果线程数量达到最大值，则执行拒绝策略。因此，使用SynchronousQueue队列，通常要设置很大的maxumumPoolSize值，否则很容易执行拒绝策略

2.有界的任务队列（ArrayBlockingQueue）
ArrayBlockingQueue类的构造函数必须带一个容量参数，表示该队列的最大容量

public ArrayBlockingQueue(int capacity)

当使用有界的任务队列的时候，若有新的任务需要执行，如果线程池的实际线程数小于corePoolSize,则会优先创建新的线程；若大于corePoolSize，则会将新任务加入等待队列。若等待队列已满，无法加入，则在总线程数不大于maximumPoolSize的前提下，创建新的线程执行任务。若大于maximumPoolSize，则执行拒绝策略。可见，有界队列仅当任务队列装满时，才可能将线程数提升到corePoolSize以上。也就是说除非系统特别繁忙，否则要确保核心线程数维持在corePoolSize。

3.无界的任务队列 （LinkedBlockingQueue）
与有界任务队列相比，除非系统资源耗尽，否则无界的任务队列不存在任务入队失败的情况。当有新的任务到来时，系统线程数小于corePoolSize时，线程池会生成新的线程执行任务，当系统的线程数达到corePoolSize后，就不会继续增加了。若后续仍有新的任务加入，又没有空闲的线程资源，则任务直接进入队列等待，若任务创建和处理的速度差异很大，无界队列会保持一直增长，直到资源耗尽。
4.优先任务队列（PriorityBlockingQueue）
可以控制任务的执行先后顺序。它是一个特殊的无界队列。PriorityBlockingQueue类可以根据任务自身的优先级顺序先后执行，在确保系统性能的同时，也有很好额质量保证。

回顾newFixedThreadPool方法的实现，它返回了一个corePoolSize和maximumPoolSize大小一样的，并且使用LinkedBlockingQueue任务队列的线程池。对于固定大小的线程池而言，不存在线程数量动态变化，因此corePoolSize和maximumPoolSize大小相等，它使用无界队列存放无法执行的任务，当任务提交频繁时，该队列迅速增长，从而导致系统资源耗尽。
newSingleThreadExecutor方法返回的是单线程线程池，是newFixedThreadPool方法的一种退化，只是将线程池线程数量设为1。
newCachedThreadPool方法的corePoolSize为0，而maximumPoolSize为无穷大的线程池，这意味着没有任务时，该线程池内无线程，而当任务被提交时，该线程池会使用空闲线程执行任务，如果没有空闲线程，则将任务加入SynchronousQueue队列，而SynchronousQueue队列是一种直接提交队列，它会迫使线程池增加新的线程执行任务。当任务执行完毕后，由于corePoolSIze为0，空闲线程又会在指定60S被回收。
对于newChchedThreadPool方法，如果同时有大量任务被提交，而任务的执行又不是很快时，系统会开启等量的线程处理，这样很快会耗尽系统资源。
ThreadPoolExecutor线程池的核心调度代码如下

public void execute(Runnable command) {
        if (command == null)
            throw new NullPointerException();
        int c = ctl.get();
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            if (addWorker(command, true))
                return;
            c = ctl.get();
        }
        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
            int recheck = ctl.get();
            if (! isRunning(recheck) && remove(command))
                reject(command);
            else if (workerCountOf(recheck) == 0)
                addWorker(null, false);
        }
        else if (!addWorker(command, false))
            reject(command);
    }


handler
handler指定了拒绝策略，也就是当任务数量超过系统实际承载能力时，就要用到拒绝策略。拒绝策略可以说是系统超负荷运行时的补救措施，通常由于压力太大而引起的。也就是当等待队列已满并且当前线程数量超过maximumPoolSize时，处理
的策略。
JDK内置4种策略
AbortPolicy策略：该策略会直接抛出异常，阻止系统正常工作。
CallerRunsPolicy策略：只要线程池未关闭，该策略直接在调用者线程中，运行当前被丢弃的任务，显然这样做不会真的丢弃任务，但是，任务提交线程的性能极有可能急速下降。
DiscardOldestPolicy策略：该策略丢弃最老的一个请求，也就是即将被执行的一个任务，并尝试再次提交当前任务
DiscardPolicy策略：该策略默默丢弃无法处理的任务，不予任何处理。如果允许任务丢弃，这是最好的方案。

最后编辑于 ：
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 人面猴
    序言：七十年代末，一起剥皮案震惊了整个滨河市，随后出现的几起案子，更是在滨河造成了极大的恐慌，老刑警刘岩，带你破解...
    沈念sama阅读 161,601评论 4赞 369
  • 死咒
    序言：滨河连续发生了三起死亡事件，死亡现场离奇诡异，居然都是意外死亡，警方通过查阅死者的电脑和手机，发现死者居然都...
    沈念sama阅读 68,367评论 1赞 305
  • 救了他两次的神仙让他今天三更去死
    文/潘晓璐 我一进店门，熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来，“玉大人，你说我怎么就摊上这事。” “怎么了？”我有些...
    开封第一讲书人阅读 111,249评论 0赞 254
  • 道士缉凶录：失踪的卖姜人
    文/不坏的土叔 我叫张陵，是天一观的道长。 经常有香客问我，道长，这世上最难降的妖魔是什么？ 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 44,539评论 0赞 217
  • 港岛之恋（遗憾婚礼）
    正文 为了忘掉前任，我火速办了婚礼，结果婚礼上，老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己，他们只是感情好，可当我...
    茶点故事阅读 52,967评论 3赞 295
  • 恶毒庶女顶嫁案：这布局不是一般人想出来的
    文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着，像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上，一...
    开封第一讲书人阅读 40,929评论 1赞 224
  • 城市分裂传说
    那天，我揣着相机与录音，去河边找鬼。 笑死，一个胖子当着我的面吹牛，可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播，决...
    沈念sama阅读 32,098评论 2赞 317
  • 双鸳鸯连环套：你想象不到人心有多黑
    文/苍兰香墨 我猛地睁开眼，长吁一口气：“原来是场噩梦啊……” “哼！你这毒妇竟也来了？” 一声冷哼从身侧响起，我...
    开封第一讲书人阅读 30,825评论 0赞 207
  • 万荣杀人案实录
    序言：老挝万荣一对情侣失踪，失踪者是张志新（化名）和其女友刘颖，没想到半个月后，有当地人在树林里发现了一具尸体，经...
    沈念sama阅读 34,609评论 1赞 249
  • 护林员之死
    正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡，尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,796评论 2赞 253
  • 白月光启示录
    正文 我和宋清朗相恋三年，在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,282评论 1赞 265
  • 活死人
    序言：一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡，死状恐怖，灵堂内的尸体忽然破棺而出，到底是诈尸还是另有隐情，我是刑警宁泽，带...
    沈念sama阅读 28,603评论 3赞 261
  • 日本核电站爆炸内幕
    正文 年R本政府宣布，位于F岛的核电站，受9级特大地震影响，放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜，却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,277评论 3赞 242
  • 男人毒药：我在死后第九天来索命
    文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹，春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,159评论 0赞 8
  • 一桩弑父案，背后竟有这般阴谋
    文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至，却和暖如春，着一层夹袄步出监牢的瞬间，已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,959评论 0赞 201
  • 情欲美人皮
    我被黑心中介骗来泰国打工， 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 36,079评论 2赞 285
  • 代替公主和亲
    正文 我出身青楼，却偏偏与公主长得像，于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子，可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,874评论 2赞 277