Java并发专题之十juc-locks之线程池框架概述

Posted 2021-03-15 cac2020

环境
　　jdk version:jdk1.8.0_171

一、Executor接口
执行器接口，也是最顶层的抽象核心接口， 分离了任务和任务的执行。

二、ExecutorService接口
在Executor的基础上提供了执行器生命周期管理，任务异步执行等功能。
在Executor的基础上增强了对任务的控制，同时包括对自身生命周期的管理，主要有四类：
(1)关闭执行器，禁止任务的提交；
(2)监视执行器的状态；
(3)提供对异步任务的支持；
(4)提供对批处理任务的支持。

AbstractExecutorService，ExecutorService的抽象实现，为各类执行器类的实现提供基础。
ThreadPoolExecutor，线程池Executor，也是最常用的Executor，可以以线程池的方式管理线程。

三、ScheduledExecutorService接口
在ExecutorService基础上提供了任务的延迟执行/周期执行的功能。ScheduledThreadPoolExecutor，在ThreadPoolExecutor基础上，增加了对周期任务调度的支持。

四、Executors类
生产具体的执行器的静态工厂，提供了五类可供创建的Executor执行器实例。
1、固定线程数的线程池：在初始化时确定其中的线程总数，运行过程中会始终维持线程数量不变。

/**
 * 创建一个具有固定线程数的Executor.
 */
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
            new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

/**
 * 创建一个具有固定线程数的Executor.
 * 在需要时使用提供的 ThreadFactory 创建新线程.
 */
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
            new LinkedBlockingQueue<Runnable>(), threadFactory);

}

ThreadFactory，线程工厂，用于创建单个线程，减少手工创建线程的繁琐工作，同时能够复用工厂的特性。

/**
 * 默认的线程工厂.
 */
static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {
    private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);
    private final ThreadGroup group;
    private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
    private final String namePrefix;
 
    DefaultThreadFactory() {
        SecurityManager s = System.getSecurityManager();
        group = (s != null) ? s.getThreadGroup() : Thread.currentThread().getThreadGroup();
        namePrefix = "pool-" + poolNumber.getAndIncrement() + "-thread-";
    }
 
    public Thread newThread(Runnable r) {
        Thread t = new Thread(group, r, namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(), 0);
        if (t.isDaemon())
            t.setDaemon(false);
        if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
            t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
        return t;
    }
}

2、单个线程的线程池

/**
 * 创建一个使用单个 worker 线程的 Executor.
 */
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
 
/**
 * 创建一个使用单个 worker 线程的 Executor.
 * 在需要时使用提供的 ThreadFactory 创建新线程.
 */
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>(), threadFactory));
}

3、可缓存的线程池：出于资源利用率的考虑，希望在特定的时候对线程进行回收（比如线程超过指定时间没有被使用）。

/**
 * 创建一个可缓存线程的Execotor.
 * 如果线程池中没有线程可用, 则创建一个新线程并添加到池中;
 * 如果有线程长时间未被使用(默认60s, 可通过threadFactory配置), 则从缓存中移除.
 */
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS,
            new SynchronousQueue<Runnable>());
}
 
/**
 * 创建一个可缓存线程的Execotor.
 * 如果线程池中没有线程可用, 则创建一个新线程并添加到池中;
 * 如果有线程长时间未被使用(默认60s, 可通过threadFactory配置), 则从缓存中移除.
 * 在需要时使用提供的 ThreadFactory 创建新线程.
 */
public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS,
            new SynchronousQueue<Runnable>(), threadFactory);
}

4、可延时/周期调度的线程池

/**
 * 创建一个具有固定线程数的 可调度Executor.
 * 它可安排任务在指定延迟后或周期性地执行.
 */
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
 
/**
 * 创建一个具有固定线程数的 可调度Executor.
 * 它可安排任务在指定延迟后或周期性地执行.
 * 在需要时使用提供的 ThreadFactory 创建新线程.
 */
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory);
}

5、Fork/Join线程池

ForkJoinPool：Fork/Join线程池，在JDK1.7时引入，时实现Fork/Join框架的核心类。

/**
 * 创建具有指定并行级别的ForkJoin线程池.
 */
public static ExecutorService newWorkStealingPool(int parallelism) {
    return new ForkJoinPool(parallelism, ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory, null, true);
}
 
/**
 * 创建并行级别等于CPU核心数的ForkJoin线程池.
 */
public static ExecutorService newWorkStealingPool() {
    return new ForkJoinPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors(), ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
            null, true);
}

参考：

executors框架总览