JUC并发编程——线程池介绍及底层实现

发布网友发布时间：2024-09-17 01:50

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热心网友时间：2024-10-01 03:09

1、线程池介绍

池化技术

池化技术是一种很常见的编程技巧，在请求量大时能明显优化应用性能，降低系统频繁建连的资源开销。我们日常工作中常见的有数据库连接池、线程池、对象池等，它们的特点都是将“昂贵的”、“费时的”的资源维护在一个特定的“池子”中，规定其最小连接数、最大连接数、阻塞队列等配置，方便进行统一管理和复用，通常还会附带一些探活机制、强制回收、监控一类的配套功能。

线程池

在真实的生产环境中，可能需要很多线程来支撑整个应用，当线程数量非常多时，反而会耗尽CPU资源。如果不对线程进行控制与管理，反而会影响程序的性能。

线程开销主要包括:创建与启动线程的开销;线程销毁开销;线程调度的开销;线程数量受限CPU处理器数量。

线程池就是有效使用线程的一种常用方式。

线程池内部可以预先创建一定数量的工作线程，客户端代码直接将任务作为一个对象提交给线程池，线程池将这些任务缓存在工作队列中，线程池中的工作线程不断地从队列中取出任务并执行。

线程池的好处：

减低资源消耗

提高响应速度

方便管理

2、线程池的简单使用

JDK提供了一套Executor工具类，可以帮助开发人员有效的使用线程池。

线程池的创建和使用

publicclassThreadPool{publicstaticvoidmain(String[]args){ExecutorServicethreadExecutor=Executors.newFixedThreadPool(3);//创建3个线程大小的线程池try{//向线程池中提交5个任务,这18个任务存储到线程池的阻塞队列中,线程池中这3个线程就从阻塞队列中取任务执行for(inti=0;i<5;i++){//使用线程池后，用线程池创建线程threadExecutor.execute(()->{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok");});}}catch(Exceptione){e.printStackTrace();}finally{//使用完后关闭线程池threadExecutor.shutdown();}}}3、线程池底层实现3.1、三大方法源码分析

查看Executors工具类中newCachedThreadPool(),newSingleThreadExcecutor(),newFixedThreadPool()源码：

newCachedThreadPool()：创建一个大小可伸缩的线程池

publicstaticExecutorServicenewCachedThreadPool(){returnnewThreadPoolExecutor(0,Integer.MAX_VALUE,60L,TimeUnit.SECONDS,newSynchronousQueue<Runnable>());

newSingleThreadExcecutor()：创建单个线程大小的线程池

publicstaticExecutorServicenewSingleThreadExecutor(){returnnewFinalizableDelegatedExecutorService(newThreadPoolExecutor(1,1,0L,TimeUnit.MILLISECONDS,newLinkedBlockingQueue<Runnable>()));

newFixedThreadPool()：创建一个固定大小的线程池

publicstaticExecutorServicenewFixedThreadPool(intnThreads){returnnewThreadPoolExecutor(nThreads,nThreads,0L,TimeUnit.MILLISECONDS,newLinkedBlockingQueue<Runnable>());3.2、七大参数

Excutors工具类中返回线程池的方法底层都使用了ThreadPoolExecutor线程池,这些方法都是ThreadPoolExecutor线程池的封装：

publicThreadPoolExecutor(intcorePoolSize,intmaximumPoolSize,longkeepAliveTime,TimeUnitunit,BlockingQueue<Runnable>workQueue,ThreadFactorythreadFactory,RejectedExecutionHandlerhandler)

各个参数含义:

corePoolSize,指定线程池中核心线程的数量。

maxinumPoolSize,指定线程池中最大线程数量。

keepAliveTime,当线程池线程的数量超过corePoolSize时,多余的空闲线程的存活时长,即空闲线程在多长时长内销毁。

unit,是keepAliveTime时长单位。

workQueue,任务队列,把任务提交到该任务队列中等待执行。

threadFactory,线程工厂,用于创建线程。

handler拒绝策略,当任务太多来不及处理时,如何拒绝。

3.3、四大拒绝策略

ThreadPoolExecutor构造方法的最后一个参数指定了拒绝策略.当提交给线程池的任务量超过实际承载能力时,如何处理?即线程池中的线程已经用完了,等待队列也满了,无法为新提交的任务服务,可以通过拒绝策略来处理这个问题.JDK提供了四种拒绝策略：

●AbortPolicy策略,会抛出异常（默认使用）。

●CallerRunsPolicy策略,只要线程池没关闭,会在调用者线程中运行当前被丢弃的任务。

●DiscardOldestPolicy将任务队列中最老的任务丢弃,尝试再次提交新任务。

●DiscardPolicy直接丢弃这个无法处理的任务。

参考文章：http://www.bjpowernode.com/javathread/1233.html

4、自定义创建线程池

在阿里巴巴Java开发手册中说明，创建线程池最好用ThreadPoolExecutor，可以避免OOM(内存溢出)：

创建线程池代码说明：

ExecutorServicethreadExecutor=newThreadPoolExecutor(2,//指定线程池中核心线程的数量5,//指定线程池中最大线程数量3,//空闲线程在多长时长内销毁TimeUnit.SECONDS,//单位snewLinkedBlockingQueue<>(10),//基于链表实现的可选容量的阻塞队列，把任务提交到该任务队列中等待执行Executors.defaultThreadFactory(),//默认的线程池工厂newThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());//拒绝策略：将任务队列中最老的任务丢弃,尝试再次提交新任务

补充：如何设置线程池中最大线程数量

1、CPU密集型：最大线程数量参考值应等于CPU核数+1

//获取CPU核数Runtime.getRuntime().availableProcessors()

cpu使用率较高（也就是一些复杂运算，逻辑处理）

2、I/O密集型：最大线程数量参考值应等于CPU核数x2

CPU消耗很少，任务的大部分时间都在等待IO操作完成（因为IO的速度远远低于CPU和内存的速度）

热心网友时间：2024-10-01 03:12