图解 | 你管这破玩意叫线程池?
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了图解 | 你管这破玩意叫线程池?相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
闪客:没问题,这个我擅长,咱们从一个最简单的情况开始,假设有一段代码,你希望异步执行它,是不是要写出这样的代码?
new Thread(r).start();
闪客:这种写法当然可以完成功能,可是你这样写,老王这样写,老张也这样写,程序中到处都是这样创建线程的方法,能不能写一个统一的工具类让大家调用呢?
小宇:可以的,感觉有一个统一的工具类,更优雅一些。
闪客:那如果让你来设计这个工具类,你会怎么写呢?我先给你定一个接口,你来实现。
public interface Executor {
public void execute(Runnable r);
}
闪客:STOP!小宇呀,你现在深受面试手册的毒害,你先把这些全部的概念忘掉,就说让你写一个最简单的工具类,第一反应,你会怎么写?
第一版
小宇:那我可能会这样
// 新线程:直接创建一个新线程运行
class FlashExecutor implements Executor {
public void execute(Runnable r) {
new Thread(r).start();
}
}
小宇:啊,我这个会不会太 low 了呀,我还以为你会骂我呢。
怎么会, Doug Lea 大神在 JDK 源码注释中给出的就是这样的例子,这是最根本的功能。你在这个基础上,尝试着优化一下?
第二版
小宇:还能怎么优化呢?这不已经用一个工具类实现了异步执行了嘛!
闪客:我问你一个问题,假如有 10000 个人都调用这个工具类提交任务,那就会创建 10000 个线程来执行,这肯定不合适吧!能不能控制一下线程的数量呢?
小宇:这不难,我可以把这个任务 r 丢到一个 tasks 队列中,然后只启动一个线程,就叫它 Worker 线程吧,不断从 tasks 队列中取任务,执行任务。这样无论调用者调用多少次,永远就只有一个 Worker 线程在运行,像这样。
闪客:太棒了,这个设计有了三个重大的意义:
1. 控制了线程数量。
2. 队列不但起到了缓冲的作用,还将任务的提交与执行解耦了。
3. 最重要的一点是,解决了每次重复创建和销毁线程带来的系统开销。
小宇:哇真的么,这么小的改动有这么多意义呀。
闪客:那当然,不过只有一个后台的工作线程 Worker 会不会少了点?还有如果这个 tasks 队列满了怎么办呢?
第三版
小宇:哦,的确,只有一个线程在某些场景下是很吃力的,那我把 Worker 线程的数量增加?
闪客:没错,Worker 线程的数量要增加,但是具体数量要让使用者决定,调用时传入,就叫核心线程数 corePoolSize 吧。
小宇:好的,那我这样设计。
1. 初始化线程池时,直接启动 corePoolSize 个工作线程 Worker 先跑着。
2. 这些 Worker 就是死循环从队列里取任务然后执行。
3. execute 方法仍然是直接把任务放到队列,但队列满了之后直接抛弃
闪客:太完美了,奖励你一块费列罗吧。
小宇:哈哈谢谢,那我先吃一会儿哈。
闪客:好,你边吃我边说。现在我们已经实现了一个至少不那么丑陋的线程池了,但还有几处小瑕疵,比如初始化的时候,就创建了一堆 Worker 线程在那空跑着,假如此时并没有异步任务提交过来执行,这就有点浪费了。
小宇:哦好像是诶!
闪客:还有,你这队列一满,就直接把新任务丢弃了,这样有些粗暴,能不能让调用者自己决定该怎么处理呢?
小宇:哎呀,想不到我这么温柔的妹纸居然写出了这么粗暴的代码。
闪客:额,你先把费列罗咽下去吧。
第四版
小宇:我吃完了,现在脑子有点不够用了,得先消化消化食物,要不你帮我分析分析吧。
闪客:好的,现在我们做出如下改进。
1. 按需创建Worker:刚初始化线程池时,不再立刻创建 corePoolSize 个工作线程,而是等待调用者不断提交任务的过程中,逐渐把工作线程 Worker 创建出来,等数量达到 corePoolSize 时就停止,把任务直接丢到队列里。那就必然要用一个属性记录已经创建出来的工作线程数量,就叫 workCount 吧。
2. 加拒绝策略:实现上就是增加一个入参,类型是一个接口 RejectedExecutionHandler,由调用者决定实现类,以便在任务提交失败后执行 rejectedExecution 方法。
3. 增加线程工厂:实现上就是增加一个入参,类型是一个接口 ThreadFactory,增加工作线程时不再直接 new 线程,而是调用这个由调用者传入的 ThreadFactory 实现类的 newThread 方法。
就像下面这样。
弹性思维
第五版
第五版
1. 开始的时候和上一版一样,当 workCount < corePoolSize 时,通过创建新的 Worker 来执行任务。
2. 当 workCount >= corePoolSize 就停止创建新线程,把任务直接丢到队列里。
3. 但当队列已满且仍然 workCount < maximumPoolSize 时,不再直接走拒绝策略,而是创建非核心线程,直到 workCount = maximumPoolSize,再走拒绝策略。
总结
总结
public FlashExecutor(
int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)
{
... // 省略一些参数校验
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
这些参数分别是
后记
低并发编程,周一很颓废,周四很硬核
以上是关于图解 | 你管这破玩意叫线程池?的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章