JAVA基础：线程池的使用

野性酷女 2023-10-12 15:43 6阅读 0赞

**目录**

1.概述

2.线程池的优势

2.1.线程池为什么使用自定义方式？

2.2.封装的线程池工具类有什么好处？

3.线程池的七大参数

3.线程池的创建

3.1. 固定数量的线程池

3.2. 带缓存的线程池

3.3. 执⾏定时任务

3.4. 定时任务单线程

3.5. 单线程线程池

3.6. 根据当前CPU⽣成线程池

3.7. ThreadPoolExecutor★★★

4.使用线程池的最佳实践

4.1.拥有适当数量的线程

4.2.使用合适的工作队列

4.3.处理异常

4.4.使用线程池内置的监控和调试工具

5.线程池的使用案例

5.1.引入jar包

5.2.初始化线程池

5.3.测试案例

5.结论

6.鸣谢

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## 1.概述 ##

线程池是一种常见的多线程编程技术，它允许我们在系统中使用一个固定数量的线程来执行任务，以免过多的线程拉低了系统的性能。在本文中，我们将探讨线程池的使用和一些最佳实践，以便在您的代码中获得更好的性能和可维护性。

线程池是一种用于管理和调度多个线程的技术。线程池主要由三个部分组成：

*  **线程管理器**：负责启动、停止和管理线程池中的线程。
 *  **工作队列：**用于存储要执行的任务。
 *  **线程池：**包含线程管理器和工作队列。

线程池的工作原理如下：

1）当需要执行一个任务时，线程池会从工作队列中获取一个任务。

2）线程管理器会从线程池中获取一个可用的线程来执行任务。

3）任务执行完成后，线程会返回到线程池中，等待下一个任务的分配。

## 2.线程池的优势 ##

### 2.1.线程池为什么使用自定义方式？ ###

因为 java 自带线程池都会有可能造成内存不足的问题。自定义线程池，根据服务器配置定制线程池核心线程、最大线程等，是最好的方式。

### 2.2.封装的线程池工具类有什么好处？ ###

*  扩展性高
 *  可注解形式实现执行
 *  可根据业务需要注册不同的线程池，区分业务模块使用
 *  可以执行无返回值线程任务，可以执行有返回值的线程任务

## **3.线程池的七大参数** ##

核心线程数、最大线程数、多余线程存活时间、时间单位、线程工厂、阻塞队列、拒绝策略

/**
 * @param corePoolSize 核心线程数 -> 线程池中保持的线程数量,即使它们是空闲的也不会销毁,
 * 除非设置了{@code allowCoreThreadTimeOut}核心线程超时时间
 * @param maximumPoolSize 最大线程数 -> 线程池中允许接收的最大线程数量
 * 如果设定的数量比系统支持的线程数还要大时,会抛出OOM(OutOfMemoryError)异常
 * @param keepAliveTime 最大存活时间 -> 当前线程数大于核心线程数的时候,
 * 其他多余的线程接收新任务之前的最大等待时间,超过时间没有新任务就会销毁.
 * @param unit {@code keepAliveTime}最大存活时间的单位.eg:TimeUnit.SECONDS
 * @param workQueue 工作队列 -> 保存任务直到任务被提交到线程池的线程中执行.
 * @param threadFactory 线程工厂 -> 当线程池需要创建线程得时候会从线程工厂获取新的实例.
 * (自定义ThreadFactory可以跟踪线程池究竟何时创建了多少线程,也可以自定义线程的名称、
 * 组以及优先级等信息,甚至可以任性的将线程设置为守护线程.
 * 总之,自定义ThreadFactory可以更加自由的设置线程池中所有线程的状态。)
 * @param handler 当线程数量等于最大线程数并且工作队列已满的时候,再有新的任务添加进来就会进入这个handler,
 * 可以理解为设置拒绝策略（此处不清楚的可以看一下ThreadPoolExecutor中的execute方法的注释）
 */
 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
 int maximumPoolSize,
 long keepAliveTime,
 TimeUnit unit,
 BlockingQueue<Runnable> workQueue,
 ThreadFactory threadFactory,
 RejectedExecutionHandler handler) {
 }

<table style="width:669px;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="width:121px;">参数</td> 
 <td style="width:520px;">说明</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:121px;">corePoolSize</td> 
 <td style="width:520px;">核心线程数量，线程池维护线程的最少数量</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:121px;">maximumPoolSize</td> 
 <td style="width:520px;">线程池维护线程的最大数量</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:121px;">keepAliveTime</td> 
 <td style="width:520px;">非核心线程的最长空闲时间，超过该时间的空闲线程会被销毁</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:121px;">unit</td> 
 <td style="width:520px;">keepAliveTime的单位，有NANOSECONDS（纳秒）、MICROSECONDS（微秒）、MILLISECONDS（毫秒）、SECONDS（秒）</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:121px;">workQueue</td> 
 <td style="width:520px;">任务缓冲队列（阻塞队列）</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:121px;">threadFactory</td> 
 <td style="width:520px;">线程工厂，用于创建线程，一般用默认的即可</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:121px;">handler</td> 
 <td style="width:520px;">线程池对拒绝任务的拒绝策略</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

> **示例：**创建一个核心线程数为5，最大线程数为10，任务队列容量为100的线程池

![7975ee83c3814aabb142be1a8996e78b.png][]

**ThreadPoolExecutor的执行流程如下：**

1、当线程池中新加入一个任务时，先判断核心线程数是否达到最大值，如果为false则创建一个核心线程执行任务，如果为true执行第二步；

2、判断当前任务队列是否已满，如果为false，则将任务加入到队列中等待执行；如果为true，则判断当前线程数是否达到最大线程数；

3、如果当前线程数没有达到最大线程数，则创建临时线程来执行任务，如果达到最大线程数，则执行拒绝策略。

![dbb55535336e4205bf13ad8e4444a43d.png][]

**拒绝策略**指的是线程池中线程数量达到最大值，任务队列为满时，来了新任务的处理方式

**ThreadPoolExecutor提供了四种拒绝策略：**

> **AbortPolicy:**丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常（默认）
> 
> **CallerRunsPolicy：**由调用线程处理该任务（ 常用）
> 
> **DiscardPolicy**：丢弃任务，但是不抛出异常。
> 
> **DiscardOldestPolicy：**丢弃队列最前面的任务，然后重新提交被拒绝的任务。
> 
> 当然也可以自定义拒绝策略,只需要实现RejectedExecutionHandler接口即可

## 3.线程池的创建 ##

**线程池使用规范（阿里巴巴）**

1.  创建线程或线程池时请指定有意义的线程名称，方便出错时回溯。
2.  线程资源必须通过线程池提供，不允许在应用中自行显式创建线程。 自行创建线程，有可能造成系统创建大量同类线程而导致消耗完内存或者 “过度切换”的问题。
3.  线程池不允许使用 Executors工厂类去创建（**阿里的Java规范不推荐使用类`Executors`的静态方法创建线程池**），而是通过new 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。

线程池的创建⽅法总共有 7 种，但总体来说可分为 2 类：

>  ***1. 通过 ThreadPoolExecutor 创建的线程池；***
> 
>  ***2. 通过 Executors 创建的线程池。***

线程池的创建⽅式总共包含以下 7 种

（其中 6 种是通过 Executors 创建的， 1 种是通过ThreadPoolExecutor 创建）

>  1. Executors.newFixedThreadPool：创建⼀个固定⼤⼩的线程池，可控制并发的线程数，超出的线程会在队列中等待；
> 
>  2. Executors.newCachedThreadPool：创建⼀个可缓存的线程池，若线程数超过处理所需，缓存⼀段时间后会回收，若线程数不够，则新建线程；
> 
>  3. Executors.newSingleThreadExecutor：创建单个线程数的线程池，它可以保证先进先出的执⾏顺序；
> 
>  4. Executors.newScheduledThreadPool：创建⼀个可以执⾏延迟任务的线程池；
> 
>  5. Executors.newSingleThreadScheduledExecutor：创建⼀个单线程的可以执⾏延迟任务的线程池；
> 
>  6. Executors.newWorkStealingPool：创建⼀个抢占式执⾏的线程池（任务执⾏顺序不确定）【JDK1.8 添加】。
> 
>  7. ThreadPoolExecutor：最原始的创建线程池的⽅式，它包含了 7 个参数可供设置，后⾯会详细讲。

### 3.1. 固定数量的线程池 ###