线程池

Posted 2020-12-03 soul-wonder

一、线程池介绍

线程池是一种多线程处理形式，处理过程中将任务提交到线程池，任务的执行交由线程池来管理。

如果每个请求都创建一个线程去处理，那么服务器的资源很快就会被耗尽，使用线程池可以减少创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。

如果用生活中的列子来说明，我们可以把线程池当做一个客服团队，如果同时有1000个人打电话进行咨询，按照正常的逻辑那就是需要1000个客服接听电话，服务客户。现实往往需要考虑到很多层面的东西，比如：资源够不够，招这么多人需要费用比较多。正常的做法就是招100个人成立一个客服中心，当有电话进来后分配没有接听的客服进行服务，如果超出了100个人同时咨询的话，提示客户等待，稍后处理，等有客服空出来就可以继续服务下一个客户，这样才能达到一个资源的合理利用，实现效益的最大化。

二、Java中的线程池种类

• newSingleThreadExecutor：一个单线程的线程池，可以用于需要保证顺序执行的场景，并且只有一个线程在执行。

• newFixedThreadPool：一个固定大小的线程池，可以用于已知并发压力的情况下，对线程数做限制。

• newCachedThreadPool：一个可以无限扩大的线程池，比较适合处理执行时间比较小的任务。

• newScheduledThreadPool：可以延时启动，定时启动的线程池，适用于需要多个后台线程执行周期任务的场景。

• newWorkStealingPool：一个拥有多个任务队列的线程池，可以减少连接数，创建当前可用cpu数量的线程来并行执行。

1.自定义一个线程类：

public class MyThread implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "	开始发车啦....");
        
    }

}

2.测试类

public class ThreadPoolTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 1.单线程的线程池
        ExecutorService singlePool = Executors.newSingleThreadExecutor();
        // 2.固定大小的线程池
        ExecutorService fixedPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
        // 3.可缓存的线程池
        ExecutorService cacheddPool = Executors.newCachedThreadPool();
        // 4.定时任务的线程池
        ExecutorService scheduleddPool = Executors.newScheduledThreadPool(10);
        // 5.任务队列的线程池jdk1.8才有
        ExecutorService stealingdPool = Executors.newWorkStealingPool();

        // 自定义线程池的拒绝策略
        BlockingQueue<Runnable> workQueue = new ArrayBlockingQueue<>(100);
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(// 使用ThreadPoolExecutor自定义线程池
                10, 100, 10, TimeUnit.SECONDS, workQueue, new RejectedExecutionHandler() {

                    @Override
                    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
                        if (e.isShutdown()) {
                            r.run();
                        }

                    }
                });
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            // singlePool.execute(new MyThread());
            // fixedPool.execute(new MyThread());
            // cacheddPool.execute(new MyThread());
            // scheduleddPool.execute(new MyThread());
            // stealingdPool.execute(new MyThread());
            // executor.execute(new MyThread());
            Future<?> submit = singlePool.submit(new MyThread());
            System.out.println(submit);
        }
    }

}

3.线程池的拒绝策略

　　当请求任务不断的过来，而系统此时又处理不过来的时候，我们需要采取的策略是拒绝服务。RejectedExecutionHandler接口提供了拒绝任务处理的自定义方法的机会。在ThreadPoolExecutor中已经包含四种处理策略。

1. AbortPolicy策略：该策略会直接抛出异常，阻止系统正常工作。
2. CallerRunsPolicy 策略：只要线程池未关闭，该策略直接在调用者线程中，运行当前的被丢弃的任务。
3. DiscardOleddestPolicy策略： 该策略将丢弃最老的一个请求，也就是即将被执行的任务，并尝试再次提交当前任务。
4. DiscardPolicy策略：该策略默默的丢弃无法处理的任务，不予任何处理。

　　除了JDK默认为什么提供的四种拒绝策略，我们可以根据自己的业务需求去自定义拒绝策略，自定义的方式很简单，直接实现RejectedExecutionHandler接口即可

比如Spring integration中就有一个自定义的拒绝策略CallerBlocksPolicy，将任务插入到队列中，直到队列中有空闲并插入成功的时候，否则将根据最大等待时间一直阻塞，直到超时。

4.execute和submit的区别

　　execute适用于不需要关注返回值的场景，只需要将线程丢到线程池中去执行就可以了

　　submit方法适用于需要关注返回值的场景

public interface ExecutorService extends Executor {
　　...
　　<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
　　<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
　　Future<?> submit(Runnable task);
　　...
}

　　其子类AbstractExecutorService实现了submit方法,可以看到无论参数是Callable还是Runnable，最终都会被封装成RunnableFuture，然后再调用execute执行。

5.线程池的关闭

　　关闭线程池可以调用shutdownNow和shutdown两个方法来实现

　　shutdownNow：对正在执行的任务全部发出interrupt()，停止执行，对还未开始执行的任务全部取消，并且返回还没开始的任务列表

　　shutdown：当我们调用shutdown后，线程池将不再接受新的任务，但也不会去强制终止已经提交或者正在执行中的任务

　　还有一些业务场景下需要知道线程池中的任务是否全部执行完成，当我们关闭线程池之后，可以用isTerminated来判断所有的线程是否执行完成，千万不要用isShutdown，isShutdown只是返回你是否调用过shutdown的结果。

6.自定义线程池

在实际的使用过程中，大部分我们都是用Executors去创建线程池直接使用，如果有一些其他的需求，比如指定线程池的拒绝策略，阻塞队列的类型，线程名称的前缀等等，我们可以采用自定义线程池的方式来解决。

如果只是简单的想要改变线程名称的前缀的话可以自定义ThreadFactory来实现，在Executors.new…中有一个ThreadFactory的参数，如果没有指定则用的是DefaultThreadFactory。

自定义线程池核心在于创建一个ThreadPoolExecutor对象，指定参数

下面我们看下ThreadPoolExecutor构造函数的定义：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) ;

• corePoolSize
  线程池大小，决定着新提交的任务是新开线程去执行还是放到任务队列中，也是线程池的最最核心的参数。一般线程池开始时是没有线程的，只有当任务来了并且线程数量小于corePoolSize才会创建线程。

• maximumPoolSize
  最大线程数，线程池能创建的最大线程数量。

• keepAliveTime
  在线程数量超过corePoolSize后，多余空闲线程的最大存活时间。

• unit
  时间单位

• workQueue
  存放来不及处理的任务的队列，是一个BlockingQueue。

• threadFactory
  生产线程的工厂类，可以定义线程名，优先级等。

• handler
  拒绝策略，当任务来不及处理的时候，如何处理, 前面有讲解。

　　阿里java编码规范明确说明：禁止使用Executors创建线程池，而应该使用ThreadPollExecutor来创建，并且使用ThreadFactory给出线程名称，以便跟踪。这样做的好处：让创建线程池的开发人员明确线程池运行规则，避免资源耗尽！

　　1）FixedThreadPool 和 SingleThreadPool: 允许的请求队列长度为 Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而导致 OOM。

　　2）CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool: 允许的创建线程数量为 Integer.MAX_VALUE，可能会创建大量的线程，从而导致 OOM。

所以，明确指名线程池核心线程数、最大线程数，以及队列最大持有任务数，能够更自主控制线程池。

　　参考：https://mp.weixin.qq.com/s/5dexEENTqJWXN_17c6Lz6A

　　　　　https://www.cnblogs.com/leipDao/p/8436380.html