Java Executors小结

Posted 2021-01-25 lgp20151222

一

Executors提供了一系列工厂方法用于创先线程池
ThreadPoolExecutor线程池的具体实现类,一般用的各种线程池都是基于这个类实现的

返回的线程池都实现了ExecutorService 接口

 

二

corePoolSize：线程池的核心线程数,默认情况下可以一直存活。可以通过设置allowCoreThreadTimeOut为True,此时 核心线程数就是0,此时keepAliveTime控制所有线程的超时时间。
maximumPoolSize：线程池允许的最大线程数;
keepAliveTime： 指的是空闲线程结束的超时时间;
unit：是一个枚举，表示 keepAliveTime 的单位;
workQueue：表示存放任务的BlockingQueue
BlockingQueue:是java.util.concurrent下的主要用来控制线程同步的工具。如果BlockQueue是空的,从BlockingQueue取东西的操作将会被阻断进入等待状态,直到BlockingQueue进了东西才会被唤醒。同样,如果BlockingQueue是满的,任何试图往里存东西的操作也会被阻断进入等待状态,直到BlockingQueue里有空间才会被唤醒继续操作。BlockingQueue常用于生产者和消费者的场景，生产者是往队列里添加元素的线程，消费者是从队列里拿元素的线程。BlockingQueue就是生产者存放元素的容器，而消费者也只从容器里拿元素。

ArrayBlockingQueue：基于数组、有界，按 FIFO（先进先出）对元素进行排序
LinkedBlockingQueue：基于链表，按FIFO （先进先出）对元素进行排序
        吞吐量通常要高于 ArrayBlockingQueue
        FixedThreadPool()SingleThreadExecutor() 使用了这个队列
SynchronousQueue：不存储元素的阻塞队列
        每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态
        吞吐量通常要高于 LinkedBlockingQueue
        CachedThreadPool使用了这个队列
PriorityBlockingQueue：具有优先级的、无限阻塞队列  
DelayedWorkQueue：用于ScheduledThreadPool的添加执行任务，按周期或者延迟执行

threadFactory：每个线程创建的地方 ，可以给线程起个好听的名字，设置个优先级啥的

handler：拒绝策略

CallerRunsPolicy：只要线程池没关闭，就直接用调用者所在线程来运行任务
AbortPolicy：直接抛出 RejectedExecutionException 异常
DiscardPolicy：悄悄把任务放生，不做了
DiscardOldestPolicy：把队列里待最久的那个任务扔了，然后再调用 execute() 试试看能行不
也可以实现自己的 RejectedExecutionHandler 接口自定义饱和策略

 

三 线程池分析

FixedThreadPool

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

FixedThreadPool 的核心线程数和最大线程数都是指定值，也就是说当线程池中的线程数超过核心线程数后，任务都会被放到阻塞队列中。
而这里选用的阻塞队列是 LinkedBlockingQueue，使用的是默认容量 Integer.MAX_VALUE，相当于没有上限。

流程
线程数少于核心线程数，也就是设置的线程数时，新建线程执行任务
线程数等于核心线程数后，将任务加入阻塞队列
由于队列容量非常大，可以一直加加加
执行完任务的线程反复去队列中取任务执行

FixedThreadPool 用于负载比较重的服务器，为了资源的合理利用，需要限制当前线程数量

 

SingleThreadExecutor

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

从参数可以看出来，SingleThreadExecutor 相当于特殊的 FixedThreadPool，线程1.

流程
线程池中没有线程时，新建一个线程执行任务
有一个线程以后，将任务加入阻塞队列，不停加加加
唯一的这一个线程不停地去队列里取任务执行

SingleThreadExecutor 用于串行执行任务的场景，每个任务必须按顺序执行，不需要并发执行。

 

CachedThreadPool

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

CachedThreadPool 没有核心线程，非核心线程数无上限，也就是全部使用外包，但是每个外包空闲的时间只有 60 秒，超过后就会被回收。

CachedThreadPool 使用的队列是 SynchronousQueue，这个队列的作用就是传递任务，并不会保存。
因此当提交任务的速度大于处理任务的速度时，每次提交一个任务，就会创建一个线程。极端情况下会创建过多的线程，耗尽 CPU 和内存资源。

流程
    没有核心线程，直接向 SynchronousQueue 中提交任务
    如果有空闲线程，就去取出任务执行；如果没有空闲线程，就新建一个
    执行完任务的线程有 60 秒生存时间，如果在这个时间内可以接到新任务，就可以继续活下去，否则就销毁

由于空闲 60 秒的线程会被终止，长时间保持空闲的 CachedThreadPool 不会占用任何资源。CachedThreadPool 用于并发执行大量短期的小任务，或者是负载较轻的服务器。

ScheduledThreadPool

public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
    return new DelegatedScheduledExecutorService(new ScheduledThreadPoolExecutor(1, threadFactory));
}

ScheduledThreadPoolExecutor 继承自 ThreadPoolExecutor， 最多线程数为 Integer.MAX_VALUE ，使用 DelayedWorkQueue 作为任务队列。

ScheduledThreadPoolExecutor 添加任务和执行任务的机制与ThreadPoolExecutor 有所不同。
scheduleAtFixedRate() ：按某种速率周期执行
scheduleWithFixedDelay()：在某个延迟后执行

四 线程池的关闭

shutdown()：不会立即终止线程池，而是要等所有任务缓存队列中的任务都执行完后才终止，但再也不会接受新的任务
shutdownNow()：立即终止线程池，并尝试打断正在执行的任务，并且清空任务缓存队列，返回尚未执行的任务