ThreadPool学习

概述

重新学习一下线程池

参考文章:

https://www.jianshu.com/p/0e4a5e70bf0e

简介

工作原理

核心参数

线程池中有6个核心参数，如下：

上述6个参数的配置决定了线程池的功能，具体设置时机 —-> 创建线程池类对象时传入

ThreadPoolExecutor类 = 线程池的真正实现类

开发者可根据不同需求配置核心参数，从而实现自定义线程池

// 创建线程池对象如下
// 通过 构造方法 配置核心参数
   Executor executor = new ThreadPoolExecutor( 
                                              CORE_POOL_SIZE,
                                              MAXIMUM_POOL_SIZE,
                                              KEEP_ALIVE,
                                              TimeUnit.SECONDS, 
                                              sPoolWorkQueue,
                                              sThreadFactory 
                                               );

// 构造函数源码分析
    public ThreadPoolExecutor (int corePoolSize,
                               int maximumPoolSize,
                               long keepAliveTime,
                               TimeUnit unit,
                               BlockingQueue<Runnable workQueue>,
                               ThreadFactory threadFactory )

同时，Java 里已内置4种常用的线程池（即已经配置好核心参数），下面慢慢学。

工作逻辑

使用

流程如下：

// 1. 创建线程池
   // 创建时，通过配置线程池的参数，从而实现自己所需的线程池
   Executor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                                              CORE_POOL_SIZE,
                                              MAXIMUM_POOL_SIZE,
                                              KEEP_ALIVE,
                                              TimeUnit.SECONDS,
                                              sPoolWorkQueue,
                                              sThreadFactory
                                              );
    // 注：在Java中，已内置4种常见线程池，下面会详细说明

// 2. 向线程池提交任务：execute（）
    // 说明：传入 Runnable对象
       threadPool.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                ... // 线程执行任务
            }
        });

// 3. 关闭线程池shutdown() 
  threadPool.shutdown();
  
  // 关闭线程的原理
  // a. 遍历线程池中的所有工作线程
  // b. 逐个调用线程的interrupt（）中断线程（注：无法响应中断的任务可能永远无法终止）

  // 也可调用shutdownNow（）关闭线程：threadPool.shutdownNow（）
  // 二者区别：看下面
  // 使用建议：一般调用shutdown（）关闭线程池；若任务不一定要执行完，则调用shutdownNow（）

shutdown()

线程池的状态则立刻变成SHUTDOWN状态
不能接受新的submit（即不能再往线程池内添加任何任务，否则将抛出异常）
并没有任何的interrupt操作，会等待线程池中所有线程（执行中的以及排队的）执行完毕
可以理解为是个标识性质的方法，标识这程序有意愿在此刻终止线程池的后续操作。

shutdownNow()

线程池的状态立刻变成STOP状态
会尝试interrupt线程池中正在执行的线程
等待执行的线程也会被取消
但是并不能保证一定能成功的interrupt线程池中的线程。（因为它试图终止线程的方法是通过调用Thread.interrupt()方法来实现的，但是大家知道，这种方法的作用有限，如果线程中没有sleep 、wait、Condition、定时锁等应用, interrupt()方法是无法中断当前的线程的。所以，ShutdownNow()并不代表线程池就一定立即就能退出，它可能必须要等待所有正在执行的任务都执行完成了才能退出。）
会返回并未终止的线程列表List

shutdownNow()方法比shutdown()强硬了很多，不仅取消了排队的线程而且确实尝试终止当前正在执行的线程。

常见的4类功能线程池

根据参数的不同配置，Java中最常见的线程池有4类：

定长线程池（FixedThreadPool）
定时线程池（ScheduledThreadPool ）
可缓存线程池（CachedThreadPool）
单线程化线程池（SingleThreadExecutor）

即对于上述4类线程池，Java已根据应用场景配置好核心参数

定长线程池（FixedThreadPool）

特点：只有核心线程 & 不会被回收、线程数量固定、任务队列无大小限制（超出的线程任务会在队列中等待）

应用场景：控制线程最大并发数

具体使用：通过 Executors.newFixedThreadPool() 创建

示例：

// 1. 创建定长线程池对象 & 设置线程池线程数量固定为3
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);

// 2. 创建好Runnable类线程对象 & 需执行的任务
Runnable task =new Runnable(){
  public void run(){
    		System.out.println("执行任务啦");
     }
};
        
// 3. 向线程池提交任务：execute（）
fixedThreadPool.execute(task);
        
// 4. 关闭线程池
fixedThreadPool.shutdown();

定时线程池（ScheduledThreadPool ）

特点：核心线程数量固定、非核心线程数量无限制（闲置时马上回收）
应用场景：执行定时 / 周期性任务
使用：通过Executors.newScheduledThreadPool()创建
示例：

// 1. 创建 定时线程池对象 & 设置线程池线程数量固定为5
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);

// 2. 创建好Runnable类线程对象 & 需执行的任务
Runnable task =new Runnable(){
       public void run(){
              System.out.println("执行任务啦");
          }
    };
// 3. 向线程池提交任务：schedule（）
scheduledThreadPool.schedule(task, 1, TimeUnit.SECONDS); // 延迟1s后执行任务
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(task,10,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);// 延迟10ms后、每隔1000ms执行任务

// 4. 关闭线程池
scheduledThreadPool.shutdown();

可缓存线程池（CachedThreadPool）

特点：只有非核心线程、线程数量不固定（可无限大）、灵活回收空闲线程（具备超时机制，全部回收时几乎不占系统资源）、新建线程（无线程可用时）

任何线程任务到来都会立刻执行，不需要等待

应用场景：执行大量、耗时少的线程任务
使用：通过Executors.newCachedThreadPool()创建
示例：

// 1. 创建可缓存线程池对象
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

// 2. 创建好Runnable类线程对象 & 需执行的任务
Runnable task =new Runnable(){
  public void run(){
        System.out.println("执行任务啦");
     }
};

// 3. 向线程池提交任务：execute（）
cachedThreadPool.execute(task);

// 4. 关闭线程池
cachedThreadPool.shutdown();

//当执行第二个任务时若第一个任务已经完成
//那么会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程。

单线程化线程池（SingleThreadExecutor）

特点：只有一个核心线程（保证所有任务按照指定顺序在一个线程中执行，不需要处理线程同步的问题）

应用场景：不适合并发但可能引起IO阻塞性及影响UI线程响应的操作，如数据库操作，文件操作等

使用：通过Executors.newSingleThreadExecutor()创建

示例：

// 1. 创建单线程化线程池
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

// 2. 创建好Runnable类线程对象 & 需执行的任务
Runnable task =new Runnable(){
  public void run(){
        System.out.println("执行任务啦");
            }
    };

// 3. 向线程池提交任务：execute（）
singleThreadExecutor.execute(task);

// 4. 关闭线程池
singleThreadExecutor.shutdown();

总结&对比

说明

阿里的开发规范中有这么一条：

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，避免资源耗尽的风险。

因此，我们可以通过ThreadPoolExecutor的方式自己创建线程池，根据业务逻辑选择阻塞队列、拒绝策略等。