ThreadPool线程池

Posted 2022-11-21 study_zhxu

1.使用ThreadPool的优点

合理的使用线程池有以下优点

• 降低资源的消耗，通过重复使用已创建的线程降低创建线程和销毁线程带来的开销
• 提高任务的响应速度，有新任务到来时不需要去等待创建线程就可以立即执行
• 统一管理线程，线程是稀缺资源，如果无限的创建线程不但带来资源的消耗，还会使系统不稳定，线程统一管理和监控线程。

2.ThreadPool的创建

在Java中可以通过以下方式创建线程池

//创建一个定时任务的线程池
    ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(4);

    //创建单线程的线程池
    ExecutorService singleThreadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();

    //创建缓存线程池（重用先前的线程）
    ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

    //创建一个带有固定线程的线程池
    ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(4);

上述4个方法最后都调用了ThreadPoolExecutor

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

创建ThreadPoolExecutor需要如下参数

• corePoolSize 核心线程池的基本大小：当提交任务到线程池时，线程池会创建任务，即使有空闲线程也会创建任务，知道创建的线程数量达到核心线程池的大小。
• maximumPoolSize 线程池的最大线程大小：当任务队列满时，并且已创建的线程个数小于最大线程个数，则线程池会再次创建线程，如果采用的任务队列是无界的，则此参数没有意义。
• keepAliveTime 线程活动的保存时间：线程空闲下来时存货的时间，如果需要执行的任务比较多，并且每个任务执行时间比较短，则可以调大这个时间，提高线程的利用率。
• TimeUnit 线程活动保存时间单位
• workQueue 任务队列，用于保存任务的阻塞队列，当任务数量大于核心线程个数，则将多出的队列保存到任务队列中。
• threadFactory 用于设置创建线程的线程工厂：可以通过线程工厂为线程设置有意义的名字。
• handler 饱和策略：当线程和队列都饱和时，需要一种策略用于处理新提交的任务。

3.向线程池提交任务

提交任务有两种方式

• 通过execute方法提交，但是此方法没有返回值，无法判断任务是否执行成功。
• 通过submit方法来提交任务，该方法有返回值，它会返回一个future，可以通过future来判断任务是否执行完成。

4.线程池的关闭

关闭线程池通常需要调用ExecutorService的shutdown()方法获取shutdownNow()方法。它们关闭线程池的方法都是遍历线程池中的线程，然后逐个调用线程的interrupt()方法关闭线程。

shutdownNow()方法关闭线程池首先会将线程池状态设置成SHUTDOWN状态，然后中断所有没有正在执行任务的线程。而shutdownNow()会将线程池状态设置成STOP，然后尝试暂停正在执行或暂停的线程，并返回等待任务的列表。

5.线程池工作流程

流程图如下

从上图可以看出，当任务到达线程池时，线程池的工作流程：

• 1.首先判断核心线程数量是否已满，如果没有就创建线程执行任务，如果满了就进行下一步。
• 2.判断任务队列是否已满，如果没有则将任务存储到任务队列中等待执行，如果任务队列也满了，就进行下一步
• 3.判断线程数量是否达到最大线程个数，如果没有就创建线程执行任务，如果达到了就按照策略执行无法执行的任务。

线程池会将线程封装成工作线程Worker，Worker在完成后会无线循环任务队列中的任务来执行。

Worker中的runWorker()方法如下

final void runWorker(Worker w) 
        Runnable task = w.firstTask;
        w.firstTask = null;
        boolean completedAbruptly = true;
        try 
            while (task != null || (task = getTask()) != null) 
                w.lock();
                clearInterruptsForTaskRun();
                try 
                    beforeExecute(w.thread, task);
                    Throwable thrown = null;
                    try 
                        task.run();
                     catch (RuntimeException x) 
                        thrown = x; throw x;
                     catch (Error x) 
                        thrown = x; throw x;
                     catch (Throwable x) 
                        thrown = x; throw new Error(x);
                     finally 
                        afterExecute(task, thrown);
                    
                 finally 
                    task = null;
                    w.completedTasks++;
                    w.unlock();
                
            
            completedAbruptly = false;
         finally 
            processWorkerExit(w, completedAbruptly);
        
    

通过上述代码可以看出来，通过while循环执行任务task。

6.线程的监控

通过继承线程池并重写线程池的beforeExecute，afterExecute和terminated方法，我们可以在任务执行前，执行后和线程池关闭前干一些事情。如监控任务的平均执行时间，最大执行时间和最小执行时间等。这几个方法在线程池里是空方法。

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