java ThreadPoolExecutor 分析
Posted 史大拿
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了java ThreadPoolExecutor 分析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
前言:ThreadPoolExecutor(线程池) 是早些年的东西,但是很久时间不用就会忘记怎么用,仅此篇来记录一下!
要想搞懂ThreadPoolExecutor 那么就得从实际场景出发
并且对比原始new Thread() 看看他们有什么区别
假设现在需要下载100张图片:
普通写法:
public class TPEClient1
private static final int COUNT = 100;
public static void main(String[] args)
for (int i = 0; i < COUNT; i++)
new Thread(new Runnable()
@Override
public void run()
try
Thread.sleep(2000);
catch (InterruptedException e)
e.printStackTrace();
finally
System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName());
).start();
可以看出,睡眠2秒之后, 确实是创建了100个线程,然后执行了任务
但是这里线程的执行顺序为啥是无序的呢?
那是因为在 Thread#start() 时候,线程不会立刻执行,
而是告诉CPU我需要执行,然后等待CPU去调度
简单的说就是: Thread#start() 只是通知CPU我准备好了, CPU什么时候用,怎么用,都是CPU说了算.
直接new Thread()不足的地方:
很明显, 直接new Thread() 每次都会创建一个单独的线程来执行相同的任务,
看起来代码十分的丑陋,并且也很浪费资源,
最重要的是不好管理, 如果代码中到处是new thread(),维护起来肯定十分的不爽
那么来看看ThreadPoolExecutor是怎么做的
ThreadPoolExecutor
先来看如何创建一个ThreadPoolExecutor()
LinkedBlockingQueue<Runnable> blockQueue = new LinkedBlockingQueue<>(100); // 最多存放100个数据
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor =
new ThreadPoolExecutor(4, // 核心线程数
10, // 最大线程数
10, // 失效时间
TimeUnit.SECONDS, // 失效时间单位
blockQueue, // 队列
new ThreadFactory() // 线程工厂
@Override
public Thread newThread(Runnable r)
return new Thread(r);
,
// 失败策略
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);
这里有最大争议的恐怕是
- 核心线程数
- 最大线程数
还是上面的需求: 假设现在需要下载100张图片,来看看线程池是怎么做的:
首先需要100个任务
创建线程池,正常情况下线程池中的线程是由核心线程数决定的, 我们设置核心线程数为4,那么就创建4个线程
在构建线程池的时候,还需要传入一个队列
这个队列的作用就是来管理100个任务,
当任务来临的时候,将任务加入到队列中,因为有100个任务,
并且在创建队列的时候,我们设置队列的容量为100,刚好可以存放这100个任务
因为在创建线程时只创建4了个线程,所以只能从队列中取出4个任务来执行,
当有任务执行完成后,在判断队列中是否还有任务,如果还有任务,那么就继续执行新的任务
从此以来,反复的利用这4个线程,并不会创建额外的线程!
这是比较理想状态的的线程池,再来回顾一下构建ThreadPoolExecutor的参数
// 只能存放100个任务
LinkedBlockingQueue<Runnable> blockQueue = new LinkedBlockingQueue<>(100);
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor =
new ThreadPoolExecutor(4, // 核心线程数
10, // 最大线程数
10, //
TimeUnit.SECONDS,
blockQueue,
new ThreadFactory()
@Override
public Thread newThread(Runnable r)
return new Thread(r);
);
@param corePoolSize(核心线程数) 4: 在线程池中创建4个线程
@param maxMumPoolSize(最大线程数) 10: 最多可以使用10个线程
@param keepAliveTime(线程等待时间):10
@param TimeUnit(TimeUnit.SECONDS): 线程等待单位
@param BlockQueue: 存放任务的队列
@param ThreadFactory:线程工厂: 用来创建线程
在上面图解中,我们使用到了核心线程数和 队列,知道了线程池运行的基础逻辑
那么先来看一眼上面图解对应的代码:
public class TPEClient2
private static final int COUNT = 10;
public static void main(String[] args)
// 只能存放100个任务
LinkedBlockingQueue<Runnable> blockQueue = new LinkedBlockingQueue<>(10);
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor =
new ThreadPoolExecutor(
4, // 核心线程数
10, // 最大线程数
3, // 等待3秒
TimeUnit.SECONDS,
blockQueue,
new ThreadFactory()
@Override
public Thread newThread(Runnable r)
return new Thread(r);
);
for (int i = 0; i < COUNT; i++)
int finalI = i;
Runnable runnable = () ->
try
Thread.sleep(2000);
catch (Exception e)
e.printStackTrace();
finally
System.out.println("i:" + finalI + "\\t线程:" + Thread.currentThread().getName());
;
threadPoolExecutor.execute(runnable);
tips: 这里就不创建100个任务,创建10个任务也是同样的道理
可以看出,这里线程是每4个一起执行的,因为 Thread.sleep(2000);
并且通过Thread.currentThread().getName() 可以看出,只创建了4个线程, 线程对象都在重复利用
但是有一个奇怪的一点,为什么我设置了3秒等待时间,10个任务结束之后,为什么我等了3秒,他还是在运行状态呢?
在线程池执行过程中分别有5种状态,(在源码中可以搜索到)
- RUNNING：接受新任务并处理排队的任务。
- SHUTDOWN：不接受新任务，但处理排队的任务。
- STOP：不接受新任务，不处理排队的任务，中断正在进行的任务。 (隐含：此状态下，队列已为空)
- TIDYING：所有任务都已终止，workerCount 为零，转换到状态 TIDYING 的线程将运行 terminate() 钩子方法。
- TERMINATED：终止（）已完成。
如果当队列中没有没有任务,并且等待keepAliveTime后
需要通过 ThreadPoolExecutor#allowCoreThreadTimeOut(true); 将状态设置为 终止状态(TERMINATED)
这样一来,当任务执行完成之后,并且等待keepAliveTime后就会自动终止了
最大线程数和核心线程数以及失败策略
首先吧最大线程数和核心线程数放到一边, 先来看看失败策略
创建一个线程池
LinkedBlockingQueue<Runnable> blockQueue = new LinkedBlockingQueue<>(100); // 最多存放100个数据
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor =
new ThreadPoolExecutor(4, // 核心线程数
10, // 最大线程数
10, // 失效时间
TimeUnit.SECONDS, // 失效时间单位
blockQueue, // 队列
new ThreadFactory() // 线程工厂
@Override
public Thread newThread(Runnable r)
return new Thread(r);
,
// 失败策略
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);
在线程池中的最后一个参数,就是失败策略 即 ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
首先要考虑的当然是什么东西失败了? 为什么会失败?
在这个ThreadPoolExecutor中, 队列最多可存放100个任务
假设当前需要执行200个任务, 那么200个任务就放不到100的队列中, 这时候失败策略就起作用了!
如果一旦失败,最大线程数也会发挥作用
我们知道,
- 核心线程数为 4
- 最大线程数为10
那么非核心线程数 = 6
一旦当前需要执行的任务 > 队列最大容量,那么就会创建所有的线程来共同执行任务,也就是会创建10个线程(4个核心线程,6个非核心线程)来共同执行任务
即使是创建10个线程,也不会吧这200个任务全部执行完, 因为这200个任务没有完全添加到队列中
来看一眼代码:
public class TPEClient3
private static final int COUNT = 200;
public static void main(String[] args)
LinkedBlockingQueue<Runnable> blockQueue = new LinkedBlockingQueue<>(100);
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor =
new ThreadPoolExecutor(4, // 核心线程数
10, // 最大线程数
10, // 失效时间
TimeUnit.SECONDS, // 失效单位
blockQueue, // 队列
new ThreadFactory() // 线程工厂
@Override
public Thread newThread(Runnable r)
return new Thread(r);
,
// 失败策略
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);
for (int i = 0; i < COUNT; i++)
int finalI = i;
Runnable runnable = new Runnable()
@Override
public void run()
try
Thread.sleep(2000);
catch (Exception e)
e.printStackTrace();
finally
System.out.println("i:" + finalI + "\\t线程:" + Thread.currentThread().getName());
;
threadPoolExecutor.execute(runnable);
常见的队列
- BlockingQueue() 先进先出队列
- SynchronousQueue() 线程安全队列
- PriorityBlockingQueue() 优先阻塞队列 无序队列,可以根据优先级排序
总结
其实ThreadPoolExecutor 很简单,
通过核心线程数来创建默认的线程, 如果任务过多,超出队列的个数,那么就会触发失败策略
触发失败策略的同时 就会创建最大线程数个线程, 唤醒所有的线程来执行任务!
原创不易,您的点赞就是对我最大的支持!
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Java线程池ThreadPoolExecutor使用和分析 - 终止线程池原理