线程池的种类

逃离我推掉我的手 2024-04-24 23:02 71阅读 0赞

在Java中，线程池主要通过`java.util.concurrent.ExecutorService`接口进行管理，该接口有几个内置的实现和相关的工具类，主要是在`java.util.concurrent.Executors`类中。以下是几种常见的线程池以及它们的用例、特点和源码分析。

#### 1. FixedThreadPool ####

固定数量线程的线程池。当所有线程都活跃时，新任务会在队列中等待。

##### 特点 #####

*  核心线程数和最大线程数相同。
 *  无界队列（`LinkedBlockingQueue`）。
 *  因为队列无界，所以最大线程数的设置实际上没有作用。

##### 示例 #####

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);

#### 2. CachedThreadPool ####

一个可根据需要创建新线程的线程池，但会在以前构建的线程可用时重用它们。线程空闲60秒后将被回收。

##### 特点 #####

*  核心线程数为0。
 *  最大线程数为`Integer.MAX_VALUE`。
 *  有界队列（`SynchronousQueue`）。
 *  适合短暂异步任务。

##### 示例 #####

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

#### 3. SingleThreadExecutor ####

单个后台线程的线程池。

##### 特点 #####

*  核心线程数为1且最大线程数也为1。
 *  无界队列（`LinkedBlockingQueue`）。
 *  所有任务都保证按照任务提交顺序执行。

##### 示例 #####

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

#### 4. ScheduledThreadPool ####

一个可以延时启动或定期执行任务的线程池。

##### 特点 #####

*  核心线程数固定，最大线程数无界。
 *  使用延迟队列（`DelayedWorkQueue`）管理延时任务。

##### 示例 #####

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(10);

#### 5. WorkStealingPool (Java 8+) ####

使用多个队列减少竞争。每个线程都有自己的队列，但是可以窃取其他线程的任务。

##### 特点 #####

*  核心线程数和最大线程数通常设置为可用CPU核心数。
 *  使用`ForkJoinPool`实现。

##### 示例 #####

ExecutorService workStealingPool = Executors.newWorkStealingPool();

现在让我们更深入地研究一下`ThreadPoolExecutor`的构造函数，这是上述线程池种类背后的核心实现。

#### ThreadPoolExecutor源码解析 ####

以下是`ThreadPoolExecutor`类的部分源码及注释，说明了如何创建一个线程池，并描述了不同参数的含义。

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {
        
        /**
         * @param corePoolSize 核心线程数
         * @param maximumPoolSize 最大线程数
         * @param keepAliveTime 当线程数量超过核心线程数时，这是多余空闲线程在终止前等待新任务的最大时间。
         * @param unit keepAliveTime的时间单位
         * @param workQueue 用来储存等待执行任务的队列
         * @param threadFactory 创建新线程的工厂
         * @param handler 当线程池和队列满了，决定如何拒绝新任务的拒绝策略
         */
        public ThreadPoolExecutor(
            int corePoolSize,
            int maximumPoolSize,
            long keepAliveTime,
            TimeUnit unit,
            BlockingQueue<Runnable> workQueue,
            ThreadFactory threadFactory,
            RejectedExecutionHandler handler) {
        
            // ... 构造函数实现
        }
        // ... 其他方法和实现
    }

#### 示例：自定义ThreadPoolExecutor ####

以下是创建自定义线程池的示例，设置了核心线程数、最大线程数、存活时间、工作队列等参数。

int corePoolSize = 5;
    int maxPoolSize = 10;
    long keepAliveTime = 120;
    TimeUnit timeUnit = TimeUnit.SECONDS;
    BlockingQueue<Runnable> workQueue = new LinkedBlockingQueue<>(50);
    
    ThreadFactory threadFactory = Executors.defaultThreadFactory();
    RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler = new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy();
    
    ThreadPoolExecutor customPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
        corePoolSize,
        maxPoolSize,
        keepAliveTime,
        timeUnit,
        workQueue,
        threadFactory,
        rejectedExecutionHandler
    );

在这个自定义线程池中，我们指定了核心线程数和最大线程数，还有一个有界工作队列。如果线程池忙碌且队列满了，那么`CallerRunsPolicy`拒绝策略将会使提交任务的线程自己执行该任务。

总的来说，线程池的选择和配置都取决于具体应用的需求，要注意合理地利用系统资源，避免过多的线程导致的上下文切换开销，以及线程池和队列大小设置不当造成的资源耗尽风险。