java并发线程池

Posted 2020-12-04 suyesean

0、线程活跃性与安全性

活跃性：期望的多线程中的事件一定发生。活跃性问题：线程饥饿死锁。

安全性：永远不发生错误的事情。

 

1、线程饥饿死锁

什么是饥饿死锁？

（1）线程池大小为1，正在执行的任务向线程池提交了一个新任务，而当前的这个任务要等到新任务执行后，返回结果才会结束。这种情况会导致饥饿死锁。

（2）当线程池比较大时，线程池中正在执行的任务，都要等待线程队列中任务的执行结果。也会发生饥饿死锁。

饥饿死锁，实际上就是由于任务之间的相互依赖导致的。

 

2、设置线程池大小的方法

在代码中通常不会限制线程池的大小。一般可以通过配置机制设置。

原则：不宜过大，不宜过小。过大，会导致大量的线程竞争CPU，导致消耗内存，最终导致耗尽资源；过小，资源得不到充分利用，系统吞吐量较低。

设置方法：

（1）计算密集型：线程池的大小为CPU的个数加1，即：N_thread = N_cpu + 1；

（2）IO密集型：

a.基本计算方法

N_thread = N_cpu * U_cpu * （1 + W/C）

其中，

U_{cpu：CPU的使用率，范围0~1}

W：CPU使用过程中的等待时间

C：CPU的计算时间

b.外加其他资源的限制

如：内存、文件句柄、套接字句柄、数据库连接。

计算方法，MAX（N_thread） = 资源总大小/每个任务所需资源大小

c.受其他资源池的限制

如：数据库连接池大小的限制。数据库连接池与线程池大小，二者相互制约。

 

3、配置ThreadPoolExecutor

（1）各个类之间的关系

 

继承关系：

Executor->ExecutorService->AbstractExecutorService->ThreadPoolExecutor

（2）生成ThreadPoolExecutor

Executors框架提供了newCachedThreadPool、newfFxedThreadPool、newSingleThreadPool这些方法来生成不同内部参数的ThreadPoolExecutor。

 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
             Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
    }

 

newfFxedThreadPool：可以设置线程池的基本参数。

newCachedThreadPool：线程池大小无界，最大为Integer,MAX_VAULE。基本大小为1。超时时间为1min。

（3）通过任务队列加一级线程的缓冲

newfFxedThreadPool：适合使用的线程队列：有界队列。如：ArrayBlockingQueue、有界的LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue

newCachedThreadPool：适合使用无界队列：无界的LinkedBlockingQueue

（4）饱和策略

饱和策略是为有界队列设计的。

只有当有界队列被填满时，才会触发饱和策略进行任务的处理。

饱和策略有：……

调用者运行策略，既不会抛弃任务，也不会抛出异常。

将饱和后的一个任务，在调用execute的主线程执行。执行期间，不再接受新的任务进入线程池。

这种策略的过载场景会实现一种高负载情况下的平缓的性能降低。因为其过载过程是：线程池->工作队列->应用程序->TCP->客户端。

（5）ThreadPoolExecutor是通过线程工厂方法创建线程的。线程工厂可以自己定制。