11_线程池

Posted 2022-02-02 root_zhb

线程池

• 1、线程池概述
• 2、架构
• 3、使用方式
• • 3.1、一池N线程
  • 3.2、一池一线程（一个任务一个任务执行）
  • 3.3、可扩容线程池（线程池根据需求创建线程）
• 4、底层原理、七个参数、拒绝策略
• 6、工作流程
• 7、自定义线程池

1、线程池概述

由于线程的创建和回收这两个过程是非常消耗性能的，
利用池化思想，事先创建好一些线程放入线程池中，使用完之后线程池再回收线程，达到减小资源开销的目的。

主要特点：

1. 降低资源消耗: 通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的销耗。
2. 提高响应速度: 当任务到达时，任务可以不需要等待线程创建就能立即执行。
3. 提高线程的可管理性: 线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会销耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

2、架构

Java 中的线程池是通过 Executor 框架实现的，该框架中用到了 Executor，Executors，ExecutorService，ThreadPoolExecutor 这几个类

3、使用方式

3.1、一池N线程

• 线程池中的线程处于一定的量，可以很好的控制线程的并发量
• 线程可以重复被使用，在显示关闭之前，都将一直存在
• 超出一定量的线程被提交时候需在队列中等待

3.2、一池一线程（一个任务一个任务执行）

线程池中最多执行 1 个线程，之后提交的线程活动将会排在队列中以此
执行

3.3、可扩容线程池（线程池根据需求创建线程）

• 线程池中数量没有固定，可达到最大值（Interger. MAX_VALUE）
• 线程池中的线程可进行缓存重复利用和回收（回收默认时间为 1 分钟）
• 当线程池中，没有可用线程，会重新创建一个线程

public class ExecutorDemo 
    public static void main(String[] args) 
        //一池N线程
        ExecutorService threadPool1 = Executors.newFixedThreadPool(5);
        //一池一线程
        ExecutorService threadPool2 = Executors.newSingleThreadExecutor();
        //一池可扩容线程
        ExecutorService threadPool3 = Executors.newCachedThreadPool();
        try
            for(int i=1;i<=20;i++)
                threadPool3.execute(()->
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  办理业务");
                );
            
        catch (Exception e)
            e.printStackTrace();
        finally 
            threadPool3.shutdown();
        
    

4、底层原理、七个参数、拒绝策略

上述三种线程池内部均使用如下代码创建线程池

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,       //核心线程数量
                          int maximumPoolSize,    //最大线程数量
                          long keepAliveTime,     //非核心线程空闲时的存活时间
                          TimeUnit unit,          //存活时间单位
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,   //存放提交但未执行任务的队列
                          ThreadFactory threadFactory,         //线程工厂
                          RejectedExecutionHandler handler)    // 等待队列满后的拒绝策略

JDK内置的拒绝策略：

1. AbortPolicy（默认）：直接抛出RejectedExecutionException异常阻止系统正常运行。
2. CallerRunsPolicy：“调用者运行”一种调节机制，该策略既不会抛弃任务，也不会抛出异常，而是将某些任务回退到调用者，从而降低新任务的流量。
3. DiscardOldestPolicy：抛弃队列中等待最久的任务，然后把当前任务加入队列中尝试再次提交当前任务
4. DiscardPolicy：该策略默默地丢弃无法处理的任务，不予任何处理也不抛出异常。如果允许任务丢失，这是最好的一种策略。

6、工作流程

1. 在创建了线程池后，线程池中的线程数为零
2. 当调用 execute() 方法添加一个请求任务时，线程池做出如下判断：
   • 如果正在运行的线程数量小于 corePoolSize ，那么马上创建线程运行这个任务；
   • 如果正在运行的线程数量大于或等于 corePoolSize ，那么将这个任务放入队列；
   • 如果队列满了且正在运行的线程数量还小于 maximumPoolSize ,那么还是要创建非核心线程立即运行这个任务；
   • 如果队列满了且正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize，那么线程池会启动饱和拒绝策略来执行。
3. 当一个线程完成任务时，它会从队列中取下一个任务来执行
4. 当一个线程无事可做超过一定时间（keepAliveTime）时，线程会判断：
   • 如果当前运行的线程数大于 corePoolSize，那么这个线程就被停掉。
   • 所以线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到 corePoolSize 的大小。

7、自定义线程池

为什么不允许适用不允许 Executors.的方式创建线程池,如下图

如下代码：线程池核心线程数量为2，最大为5，阻塞队列为3.
多运行几次，可以看到拒绝策略AbortPolicy的效果。

public class ThreadPoolDemo1 
    public static void main(String[] args) 
        ExecutorService threadService = new ThreadPoolExecutor(2,
                5,
                2L,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

        try
            for(int i=1;i<=10;i++)
                threadService.execute(()->
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  办理业务");
                );
            
        catch (Exception e)
            e.printStackTrace();
        finally 
            threadService.shutdown();