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JUC包的线程池详解

admin 其他编程 2021-04-27 09:37:55 线程   详解   JUC
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为什么要使用线程池

  • 创建/销毁线程需要消耗系统资源,线程池可以复用已创建的线程。

  • 控制并发的数量。并发数量过多,可能会导致资源消耗过多,从而造成服务器崩溃。(主要原因)

  • 可以对线程做统一管理。

JUC下线程池的体系结构

image-20210424161015485

创建线程池的两种方法

  1. 使用ThreadPoolExecutor的构造方法创建

    public class ThreadPoolTest1 {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(5, 8, 1, TimeUnit.SECONDS
                    , new ArrayBlockingQueue<>(5)
                    , Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
    
            for (int i = 0; i < 11; i++) {
                pool.execute(
                        () -> {                  System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                        }
                );
    
            }
        }
    

    image-20210424162737796

  2. 使用Executors这个工具类来实现

    JDK工具类为我们提供了四种常用的线程池,其实它们的底层源码都是调用ThreadPoolExecutor来实现的,传递的线程池参数不同罢了。

    四种常见的线程池

    工程中我们都是使用第一种方法来创建线程池,这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则,规避资源耗尽的⻛险(OOM)

线程池ThreadPoolExecutor的七大参数

 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                           int maximumPoolSize,
                           long keepAliveTime,
                           TimeUnit unit,
                           BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                           ThreadFactory threadFactory,
                           RejectedExecutionHandler handler) {
     if (corePoolSize < 0 ||
         maximumPoolSize <= 0 ||
         maximumPoolSize < corePoolSize ||
         keepAliveTime < 0)
         throw new IllegalArgumentException();
     if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
         throw new NullPointerException();
     this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
             null :
             AccessController.getContext();
     this.corePoolSize = corePoolSize;
     this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
     this.workQueue = workQueue;
     this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
     this.threadFactory = threadFactory;
     this.handler = handler;
 }
  • corePoolSize:核心线程的最大值,相当于正式员工,到点才下班
  • maximumPoolSize:核心线程+非核心线程的最大值,非核心线程相当于临时工,核心线程处理不过来才会激活非核心线程,业务量低时先下班
  • keepAliveTime:非核心线程闲置超时时长,超时了非核心线程被销毁
  • TimeUnit unit:keepAliveTime的时间单位
  • workQueue:阻塞队列,线程池的底层也用了阻塞队列,维护等待执行的线程对象
  • ThreadFactory threadFactory:创建线程的工程,一般使用Excetory的默认实现默认实现
  • RejectedExecutionHandler handler:阻塞队列满了之后对新来线程的拒绝策略,默认有四种
    1. ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:默认拒绝处理策略,丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
    2. ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy:丢弃新来的任务,但是不抛出异常。
    3. ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy:丢弃队列头部(最旧的)的任务,然后重新尝试执行程序(如果再次失败,重复此过程)。
    4. ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy:返回给上一步,由调用线程处理该任务。

线程池调度的策略

image-20210424164526903

线程池调度的核心是execute方法,总结完就是上图

// JDK 1.8 
public void execute(Runnable command) {
    if (command == null)
        throw new NullPointerException();   
    int c = ctl.get();
    // 1.当前线程数小于corePoolSize,则调用addWorker创建核心线程执行任务
    if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
       if (addWorker(command, true))
           return;
       c = ctl.get();
    }
    // 2.如果不小于corePoolSize,则将任务添加到workQueue队列。
    if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
        int recheck = ctl.get();
        // 2.1 如果isRunning返回false(状态检查),则remove这个任务,然后执行拒绝策略。
        if (! isRunning(recheck) && remove(command))
            reject(command);
            // 2.2 线程池处于running状态,但是没有线程,则创建线程
        else if (workerCountOf(recheck) == 0)
            addWorker(null, false);
    }
    // 3.如果放入workQueue失败,则创建非核心线程执行任务,
    // 如果这时创建非核心线程失败(当前线程总数不小于maximumPoolSize时),就会执行拒绝策略。
    else if (!addWorker(command, false))
         reject(command);
}

这个对线程调度的源码没有深入分析,如addWord函数,拒绝策略是怎么实现的等。以后会再专门写一篇文章,可以参考《并发编程之美》的源码分析。

执行execute方法和submit方法有何区别?

  1. execute()方法用于提交不需要返回值的任务,所以无法判断任务是否被线程池执行成功与否;
  2. submit()方法用于提交需要返回值的任务。线程池会返回一个Future类型的对象,通过这个Future对象可以判断任务是否执行成功,并且可以通过Future的get()方法来获取返回值。

这也可以看到线程池的又一优点:灵活。

参考

  • JavaGuide

  • 深入浅出Java多线程-线程池原理

  • Java线程池实现原理及其在美团业务中的实践

    还没仔细研究,粗略看了下,怎么很不错,值得参考

文章来源:https://www.cnblogs.com/sang-bit/archive/2021/04/26/14706295.html

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