java线程池浅析

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

简介

       线程的使用在 java 中占有极其重要的地位，在 jdk1.4 极其之前的 jdk 版本中，关于线程池的使用是极其简陋的。在 jdk1.5 之后这一情况有了很大的改观。Jdk1.5 之后加入了java.util.concurrent 包，这个包中主要介绍 java 中线程以及线程池的使用。为我们在开发中处理线程的问题提供了非常大的帮助。

线程池

线程池的作用：

        线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。根据系统的环境情况，可以自动或手动设置线程数量，达到运行的最佳效果；少了浪费了系统资源，多了造成系统拥挤效率不高。用线程池控制线程数量，其他线程排队等候。一个任务执行完毕，再从队列的中取最前面的任务开始执行。若队列中没有等待线程，线程池的这一资源处于等待。当一个新任务需要运行时，如果线程池中有等待的工作线程，就可以开始运行了，否则进入等待队列。

为什么要用线程池: :

1. 减少了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。

2. 可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约 1MB 内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。

       Java 里面线程池的顶级接口是 Executor，但是严格意义上讲 Executor 并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是 ExecutorService。

比较重要的几个类：

1. ExecutorService  真正的线程池接口。

2. ScheduledExecutorService  能和 Timer/TimerTask 类似，解决那些需要任务重复执行的问题。

3. ThreadPoolExecutor  ExecutorService 的默认实现。

4. ScheduledThreadPoolExecutor 继承ThreadPoolExecutor的
   ScheduledExecutorService接口实现，周期性任务调度的类实现

要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，很有可能配置的线程池不是较优的，因此在 Executors 类里面提供了一些静态工厂，生成一些常用的线程池

newSingleThreadExecutor

        创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。

newFixedThreadPool

        创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程

newCachedThreadPool

        创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，那么就会回收部分空闲（60 秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说 JVM）能够创建的最大线程大小。

newScheduledThreadPool

创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求

实例

newSingleThreadExecutor

运行结果

线程名称：pool-1-thread-1

 newFixedThreadPool

运行结果

一共启了两个线程：

pool-1-thread-1、pool-1-thread-2

把线程数改成5，

运行结果

一共启动了5个线程

pool-1-thread-1、

pool-1-thread-2、

pool-1-thread-3、

pool-1-thread-4、

pool-1-thread-5

newCachedThreadPool

运行结果

一共启动了5个线程

newScheduledThreadPool

运行结果

ThreadPoolExecutor详解

其中有四个构造函数，但是实质上都是调用最后一个，只是前面的三个队入参进行了初始化。

最终都是调用一个构造函数

参数说明：

• corePoolSize – 池中所保存的线程数，包括空闲线程。

• maximumPoolSize-池中允许的最大线程数。

• keepAliveTime – 当线程数大于核心时，此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。

• unit – keepAliveTime 参数的时间单位。

• workQueue – 执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由 execute 方法提交的 Runnable 任务。

• threadFactory – 执行程序创建新线程时使用的工厂。

• handler – 由于超出线程范围和队列容量而使执行被阻塞时所使用的处理程序。

在 JDK 帮助文档中，有如此一段话：

强烈建议程序员使用较为方便的 Executors 工厂方法Executors.newCachedThreadPool() （无界线程池，可以进行自动线

程回收）、

Executors.newFixedThreadPool(int)（固定大小线程池）

Executors.newSingleThreadExecutor() （单个后台线程）

它们均为大多数使用场景预定义了设置

下面介绍一下几个类的源码

Executors.newFixedThreadPool (int nThreads): 固定大小线程池。

corePoolSize 和 maximumPoolSize 的大小是一样的（实际上，后

面会介绍，如果使用无界 queue 的话 maximumPoolSize 参数是没有意义的），keepAliveTime 和 unit 的设值表名什么？-就是该实现不想 keep alive！最后的BlockingQueue 选择了 LinkedBlockingQueue，该 queue 有一个特点，他是无界的。

Executors.newSingleThreadExecutor();单线程的线程池。源码中corePoolSize=1,maxmumPoolSize=1

Executors.newCachedThreadPool();无界线程池，可以进行自动线程回放

这个实现就有意思了。首先是无界的线程池，所以我们可以发现 maximumPoolSize为 Integer.max。其次 BlockingQueue 的选择上使用 SynchronousQueue。可能对于该 BlockingQueue 有些陌生，简单说：该 QUEUE 中，每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作。

先从 BlockingQueue<Runnable> workQueue 这个入参开始说起。

在 JDK 中，其实已经说得很清楚了，一共有三种类型的 queue。所有 BlockingQueue 都可用于传输和保持提交的任务。可以使用此队列与池大小进行交互：

• 如果运行的线程少于 corePoolSize，则 Executor 始终首选添加新的线程，

       而不进行排队。（如果当前运行的线程小于 corePoolSize，则任务根本不         会存放，添加到 queue 中，而是直接抄家伙（thread）开始运行）。

• 如果运行的线程等于或多于 corePoolSize，则 Executor 始终首选将请求加入队列， 而不添加新的线程。

• 如果无法将请求加入队列，则创建新的线程，除非创建此线程超出 maximumPoolSize，在这种情况下，任务将被拒绝

排队有三种通用策略：

直接提交、无界队列、有界队列

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