java ThreadPoolExecutor

Posted 2022-12-04 Gjson

ThreadPoolExecutor机制 
一、概述  
1、ThreadPoolExecutor作为java.util.concurrent包对外提供基础实现，以内部线程池的形式对外提供管理任务执行，线程调度，线程池管理等等服务； 
2、Executors方法提供的线程服务，都是通过参数设置来实现不同的线程池机制。 
3、先来了解其线程池管理的机制，有助于正确使用，避免错误使用导致严重故障。同时可以根据自己的需求实现自己的线程池  

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, 
long keepAliveTime, TimeUnit unit, 
BlockingQueue workQueue, 
RejectedExecutionHandler handler) 
corePoolSize： 线程池维护线程的最少数量 
maximumPoolSize：线程池维护线程的最大数量 
keepAliveTime： 线程池维护线程所允许的空闲时间 
unit： 线程池维护线程所允许的空闲时间的单位 
workQueue： 线程池所使用的缓冲队列 
handler： 线程池对拒绝任务的处理策略 

一个任务通过 execute(Runnable)方法被添加到线程池，任务就是一个 Runnable类型的对象，任务的执行方法就是 Runnable类型对象的run()方法。 

当一个任务通过execute(Runnable)方法欲添加到线程池时： 

如果此时线程池中的数量小于corePoolSize，即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务。 
如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize，但是缓冲队列 workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。 
如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量小于maximumPoolSize，建新的线程来处理被添加的任务。 
如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于maximumPoolSize，那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。 

也就是：处理任务的优先级为： 
核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程maximumPoolSize，如果三者都满了，使用handler处理被拒绝的任务。 

当线程池中的线程数量大于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止。这样，线程池可以动态的调整池中的线程数。 
keepAliveTime 线程池中超过corePoolSize数目的空闲线程最大存活时间----30+单位TimeUnit 
     * TimeUnit keepAliveTime时间单位----TimeUnit.MINUTES 

unit可选的参数为java.util.concurrent.TimeUnit中的几个静态属性： 
NANOSECONDS、MICROSECONDS、MILLISECONDS、SECONDS。 

workQueue我常用的是：java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue 

handler有四个选择： 
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() 
抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常 
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() 
重试添加当前的任务，他会自动重复调用execute()方法 
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() 
抛弃旧的任务 
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy() 
抛弃当前的任务 

二、核心构造方法讲解  
下面是ThreadPoolExecutor最核心的构造方法  
Java代码  

1. 1.  /** 
   2.      * 线程池初始化方法 
   3.      *  
   4.      * corePoolSize 核心线程池大小----10 
   5.      * maximumPoolSize 最大线程池大小----30 
   6.      * keepAliveTime 线程池中超过corePoolSize数目的空闲线程最大存活时间----30+单位TimeUnit 
   7.      * TimeUnit keepAliveTime时间单位----TimeUnit.MINUTES 
   8.      * workQueue 阻塞队列----new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10)====10容量的阻塞队列 
   9.      * threadFactory 新建线程工厂----new CustomThreadFactory()====定制的线程工厂 
   10.      * rejectedExecutionHandler 当提交任务数超过maxmumPoolSize+workQueue之和时, 
   11.      *                          即当提交第41个任务时(前面线程都没有执行完,此测试方法中用sleep(100)), 
   12.      *                                任务会交给RejectedExecutionHandler来处理 
   13.      */  
   
   
2. public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,  
3.                               int maximumPoolSize,  
4.                               long keepAliveTime,  
5.                               TimeUnit unit,  
6.                               BlockingQueue<Runnable> workQueue,  
7.                               ThreadFactory threadFactory,  
8.                               RejectedExecutionHandler handler)   
9.         if (corePoolSize < 0 ||  
10.             maximumPoolSize <= 0 ||  
11.             maximumPoolSize < corePoolSize ||  
12.             keepAliveTime < 0)  
13.             throw new IllegalArgumentException();  
14.         if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)  
15.             throw new NullPointerException();  
16.         this.corePoolSize = corePoolSize;  
17.         this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;  
18.         this.workQueue = workQueue;  
19.         this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);  
20.         this.threadFactory = threadFactory;  
21.         this.handler = handler;  
22.       

构造方法参数讲解  

参数名	作用
corePoolSize	核心线程池大小
maximumPoolSize	最大线程池大小
keepAliveTime	线程池中超过corePoolSize数目的空闲线程最大存活时间；可以allowCoreThreadTimeOut(true)使得核心线程有效时间
TimeUnit	keepAliveTime时间单位
workQueue	阻塞任务队列
threadFactory	新建线程工厂
RejectedExecutionHandler	当提交任务数超过maxmumPoolSize+workQueue之和时，任务会交给RejectedExecutionHandler来处理

重点讲解：  
其中比较容易让人误解的是：corePoolSize，maximumPoolSize，workQueue之间关系。 

1.当线程池小于corePoolSize时，新提交任务将创建一个新线程执行任务，即使此时线程池中存在空闲线程。 
2.当线程池达到corePoolSize时，新提交任务将被放入workQueue中，等待线程池中任务调度执行 
3.当workQueue已满，且maximumPoolSize>corePoolSize时，新提交任务会创建新线程执行任务 
4.当提交任务数超过maximumPoolSize时，新提交任务由RejectedExecutionHandler处理 
5.当线程池中超过corePoolSize线程，空闲时间达到keepAliveTime时，关闭空闲线程 
6.当设置allowCoreThreadTimeOut(true)时，线程池中corePoolSize线程空闲时间达到keepAliveTime也将关闭  

线程管理机制图示：  

附属：

工厂模式 threadfactory

ThreadFactory是一种在软件开发过程中封装对象创建过程的面向对象的设计模式。常见的有如下两种使用场景：

异常捕获、设置线程池中线程属性