线程池的使用

ゝ一世哀愁。 2024-04-08 12:55 77阅读 0赞

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#### 目录 ####

*   *   *   *  9.2.3、使用线程池
             *   *  1、Executor框架
                 *  2、Executors工具类
                 *  3、创建线程池
                 *   *  Executors
                     *  ThreadPoolExecutor

##### 9.2.3、使用线程池 #####

线程池是一种线程使用模式，为了应对频繁的创建和销毁线程会带来调度开销，影响缓存局部性和整体性能而创建。线程池内可以维护多个线程，不需要频繁和销毁，而是统一进行管理，只需要管理者分配可并发执行的任务即可，避免了在处理短时间任务时创建与销毁线程的代价。

线程池的原理和数据库连接池是类似的，为了能够复用线程、限制并发数以及减少上下文切换带来的资源消耗，使用池化的技术对线程进行管理。

线程池是事先创建若干个可执行的线程放入一个池中，需要的时候从池中获取线程不用自行创建，使用完毕不需要销毁线程而是放回池中，从而减少创建和销毁线程对象的开销。线程池做的工作主要是控制运行的线程的数量，处理过程中将任务加入队列，然后在线程创建后启动这些任务，如果线程数超过了最大数量，超出的数量的线程排队等候，等其他线程执行完毕，再从队列中取出任务来执行。

jdk给我们提供了Executor框架、Executors工具类，来创建和使用线程池，架构图如下：

![在这里插入图片描述][cf76f7b73e1c4888b05ffdc2c2dc5af1.png_pic_center]

1. 通过 ThreadPoolExecutor 创建的线程池

2. 通过 Executors 创建的线程池

###### 1、Executor框架 ######

*  Executor接口：只有一个待实现的方法，用来执行一项Runnable任务
    
    ![在这里插入图片描述][83e5c4cef7ab4b359d133e48f424ba77.png_pic_center]
 *  ExecutorService接口：对Executor进行了扩展，提供了更多的方法，一般使用它来代替Executor
    
    ![在这里插入图片描述][ff6d7a110d1749bdba50960ef284f9a1.png_pic_center]
 *  ThreadPoolExecutor：Executor框架的正真实现者，实现了execute方法
    
        private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<>();		//Worker集合，线程池
        private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;	//阻塞队列，要执行的任务
        final void runWorker(Worker w);		//Worker调用这个方法，可以从阻塞队列中获取任务来执行。
    
    其构造函数接收的参数：
    
        1、public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
        							BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
              }
        2、public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
                                      BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory) {
              }
        3、public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
                                      BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler) {
              }
        4、public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
                                      BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,
                                      RejectedExecutionHandler handler) {
              }
    
    1.  corePoolSize：核心线程数，也即最小的线程数，线程池会维护一个最小的线程数。
    2.  maximumPoolSize：最大的线程数
    3.  keepAliveTime：线程的存活时间。默认情况下，只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时，才会起作用，直到线程池中的线程数不大于corePoolSize。但是如果调用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法，在线程池中的线程数不大于corePoolSize时，keepAliveTime参数也会起作用，直到线程池中的线程数为0；
    4.  unit：存活时间的单位
        
        TimeUnit.DAYS; //天  
        TimeUnit.HOURS; //小时  
        TimeUnit.MINUTES; //分钟  
        TimeUnit.SECONDS; //秒  
        TimeUnit.MILLISECONDS; //毫秒  
        TimeUnit.MICROSECONDS; //微妙  
        TimeUnit.NANOSECONDS; //纳秒
    5.  workQueue：存放任务的阻塞队列，使用阻塞队列可以管理线程的组合和唤醒。
        
        ArrayBlockingQueue：基于数组结构的有界阻塞队列，按FIFO排序任务；  
        LinkedBlockingQuene：基于链表结构的阻塞队列，按FIFO排序任务，吞吐量通常要高于数组的  
        SynchronousQuene：一个不存储元素的阻塞队列，每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于 LinkedBlockingQuene；  
        priorityBlockingQuene：具有优先级的无界阻塞队列；
    6.  threadFactory：创建线程的线程工厂
        
        Executors.defaultThreadFactory()：工具类的默认工厂
    7.  handler：线程池的饱和策略，当阻塞队列满了，且没有空闲的工作线程，如果继续提交任务，必须采取一种策略处理该任务，线程池提供了4种策略：
        
         *  new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy(默认，中止策略)：丢弃任务，抛出
            
            RejectedExecutionException异常阻止系统正常运行。
         *  new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy（回退策略）：将提交的任务会退给调用线程，让调用线程执行。
         *  new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy（抛弃最老策略）：丢弃队列最前面的任务，并将新任务加入
         *  new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy（抛弃策略）：丢弃任务，但是不抛出异常。
    
    线程池监控API:
    
     *  getActiveCount() ：获取线程池中正在执行任务的线程数量
     *  getCompletedTaskCount()：获取已执行完毕的任务数
     *  getTaskCount() ：获取线程池已执行与未执行的任务总数
     *  getPoolSize()：获取线程池当前的线程数
     *  getQueue().size()：获取队列中的任务数

>  *  如果线程池中的线程数量小于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。
>  *  如果线程池中的线程数量等于corePoolSize，但是缓冲队列workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。
>  *  如果线程池中的线程数量大于等于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。
>  *  如果线程池中的线程数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于maximumPoolSize，那么通过handlerf所指定的策略来处理此任务。
>  *  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

###### 2、Executors工具类 ######

Executors它是一个线程工具类，内部封装的方法能帮助我们创建线程池：

![在这里插入图片描述][a9ca95254a6c4cc194f0db25b990b3b3.png_pic_center]

> \*\*注意：\*\*阿里的开发手册中是禁止使用Executors的
> 
> 虽然Exectors工具类给我们提供了一些方法，可以方便的获取一些配置好的ThreadPoolExecutor类，但是它们的配置有一些不合理的地方，在实际生产中，我们一般会自定义线程池，而不是使用jdk提供的。以下是阿里中的规定：
> 
>     【强制】线程池不允许使用Executors去创建，而是通过ThreadPoolExecutor的方式，这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。
>     说明：Executors返回的线程池对象的弊端如下：
>     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snteger.MAx_vALUE，可能会创建大量的线程，从而导致ooM。

###### 3、创建线程池 ######

###### Executors ######

![在这里插入图片描述][abcf0993faa74f45a065a0ce9fb03940.png_pic_center]

*  创建固定容量的线程池
    
    ![在这里插入图片描述][1f07359ab10a43bb9ceca8b8cafa07bc.png_pic_center]
    
    ![在这里插入图片描述][c23956461cf34efaa273ee8b45187059.png_pic_center]
 *  创建单个线程的线程池
    
    ![在这里插入图片描述][d2de6a6246bf4ceeb0342841cd2d438f.png_pic_center]
    
    ![在这里插入图片描述][d3e0a78b8346479a95d8cdd7cbcb6dc1.png_pic_center]
 *  容量可变的线程池  
    ![在这里插入图片描述][a11d3c9955e246f0836fc598d0f9a2ca.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][5f98323f66a740e39592b525cd885a72.png_pic_center]

###### ThreadPoolExecutor ######

Executors工具类创建的线程池，本质上也是构建ThreadPoolExecutor类，所以我们也可以直接根据ThreadPoolExecutor类的四个构造方法去创建线程。

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,		//最小线程数
                              int maximumPoolSize,	//最大线程数
                              long keepAliveTime,	//线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。
                              TimeUnit unit,		//存活时间
    						  BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
        }	//存放任务的阻塞队列
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory) {
        }	//线程工厂
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              RejectedExecutionHandler handler) {
        }	//线程池的饱和策略
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {
        }

![在这里插入图片描述][f3996c2944e3406580d98a1850da008f.png_pic_center]

[Java]: https://blog.csdn.net/yuandfeng/article/details/114333525
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