線程池的基本思想還是一種對象池的思想,開辟一塊內(nèi)存空間,里面存放了眾多(未死亡)的線程,池中線程執(zhí)行調(diào)度由池管理器來處理。當(dāng)有線程任務(wù)時,從池中取一個,執(zhí)行完成后線程對象歸池,這樣可以避免反復(fù)創(chuàng)建線程對象所帶來的性能開銷,節(jié)省了系統(tǒng)的資源。 比如:一個應(yīng)用要和網(wǎng)絡(luò)打交道,有很多步驟需要訪問網(wǎng)絡(luò),為了不阻塞主線程,每個步驟都創(chuàng)建個線程,在線程中和網(wǎng)絡(luò)交互,用線程池就變的簡單,線程池是對線程的一種封裝,讓線程用起來更加簡便,只需要創(chuàng)一個線程池,把這些步驟像任務(wù)一樣放進(jìn)線程池,在程序銷毀時只要調(diào)用線程池的銷毀函數(shù)即可。 java常用的線程池有三種:
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); //創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)了Runnable接口對象,Thread對象當(dāng)然也實(shí)現(xiàn)了Runnable接口 Thread t1 = new MyThread(); Thread t2 = new MyThread(); Thread t3 = new MyThread(); Thread t4 = new MyThread(); Thread t5 = new MyThread(); //將線程放入池中進(jìn)行執(zhí)行 pool.execute(t1); pool.execute(t2); pool.execute(t3); pool.execute(t4); pool.execute(t5);
創(chuàng)建一個可根據(jù)需要創(chuàng)建新線程的線程池,但是在以前構(gòu)造的線程可用時將重用它們。對于執(zhí)行很多短期異步任務(wù)的程序而言,這些線程池通??商岣叱绦蛐阅?。調(diào)用 execute 將重用以前構(gòu)造的線程(如果線程可用)。如果現(xiàn)有線程沒有可用的,則創(chuàng)建一個新線程并添加到池中。終止并從緩存中移除那些已有 60 秒鐘未被使用的線程。因此,長時間保持空閑的線程池不會使用任何資源。注意,可以使用 ThreadPoolExecutor 構(gòu)造方法創(chuàng)建具有類似屬性但細(xì)節(jié)不同(例如超時參數(shù))的線程池。 以下是 轉(zhuǎn)載內(nèi)容: ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize,long keepAliveTime, TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable>workQueue,RejectedExecutionHandler handler) corePoolSize: 線程池維護(hù)線程的最少數(shù)量 maximumPoolSize:線程池維護(hù)線程的最大數(shù)量 keepAliveTime: 線程池維護(hù)線程所允許的空閑時間 unit: 線程池維護(hù)線程所允許的空閑時間的單位 workQueue: 線程池所使用的緩沖隊(duì)列 handler: 線程池對拒絕任務(wù)的處理策略 一個任務(wù)通過 execute(Runnable)方法被添加到線程池,任務(wù)就是一個 Runnable類型的對象,任務(wù)的執(zhí)行方法就是 Runnable類型對象的run()方法。 當(dāng)一個任務(wù)通過execute(Runnable)方法欲添加到線程池時: l 如果此時線程池中的數(shù)量小于corePoolSize,即使線程池中的線程都處于空閑狀態(tài),也要創(chuàng)建新的線程來處理被添加的任務(wù)。 2 如果此時線程池中的數(shù)量等于 corePoolSize,但是緩沖隊(duì)列 workQueue未滿,那么任務(wù)被放入緩沖隊(duì)列。 3 如果此時線程池中的數(shù)量大于corePoolSize,緩沖隊(duì)列workQueue滿,并且線程池中的數(shù)量小于maximumPoolSize,建新的線程來處理被添加的任務(wù)。 4 如果此時線程池中的數(shù)量大于corePoolSize,緩沖隊(duì)列workQueue滿,并且線程池中的數(shù)量等于maximumPoolSize,那么通過 handler所指定的策略來處理此任務(wù)。也就是:處理任務(wù)的優(yōu)先級為:核心線程corePoolSize、任務(wù)隊(duì)列workQueue、最大線程maximumPoolSize,如果三者都滿了,使用handler處理被拒絕的任務(wù)。 5 當(dāng)線程池中的線程數(shù)量大于 corePoolSize時,如果某線程空閑時間超過keepAliveTime,線程將被終止。這樣,線程池可以動態(tài)的調(diào)整池中的線程數(shù)。 一個 ExecutorService,它使用可能的幾個池線程之一執(zhí)行每個提交的任務(wù),通常使用 Executors 工廠方法配置。 線程池可以解決兩個不同問題:由于減少了每個任務(wù)調(diào)用的開銷,它們通??梢栽趫?zhí)行大量異步任務(wù)時提供增強(qiáng)的性能,并且還可以提供綁定和管理資源(包括執(zhí)行集合任務(wù)時使用的線程)的方法。每個 ThreadPoolExecutor 還維護(hù)著一些基本的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),如完成的任務(wù)數(shù)。 為了便于跨大量上下文使用,此類提供了很多可調(diào)整的參數(shù)和擴(kuò)展掛鉤。但是,強(qiáng)烈建議程序員使用較為方便的 Executors 工廠方法Executors.newCachedThreadPool()(無界線程池,可以進(jìn)行自動線程回收)、Executors.newFixedThreadPool(int)(固定大小線程池)和Executors.newSingleThreadExecutor()(單個后臺線程),它們均為大多數(shù)使用場景預(yù)定義了設(shè)置。否則,在手動配置和調(diào)整此類時,使用以下指導(dǎo): 核心和最大池大小 ThreadPoolExecutor 將根據(jù) corePoolSize(參見 getCorePoolSize())和 maximumPoolSize(參見 getMaximumPoolSize())設(shè)置的邊界自動調(diào)整池大小。當(dāng)新任務(wù)在方法execute(Java.lang.Runnable) 中提交時,如果運(yùn)行的線程少于 corePoolSize,則創(chuàng)建新線程來處理請求,即使其他輔助線程是空閑的。如果運(yùn)行的線程多于 corePoolSize 而少于 maximumPoolSize,則僅當(dāng)隊(duì)列滿時才創(chuàng)建新線程。如果設(shè)置的 corePoolSize 和 maximumPoolSize 相同,則創(chuàng)建了固定大小的線程池。如果將 maximumPoolSize 設(shè)置為基本的無界值(如 Integer.MAX_VALUE),則允許池適應(yīng)任意數(shù)量的并發(fā)任務(wù)。在大多數(shù)情況下,核心和最大池大小僅基于構(gòu)造來設(shè)置,不過也可以使用setCorePoolSize(int) 和 setMaximumPoolSize(int) 進(jìn)行動態(tài)更改。 按需構(gòu)造 默認(rèn)情況下,即使核心線程最初只是在新任務(wù)需要時才創(chuàng)建和啟動的,也可以使用方法 prestartCoreThread() 或 prestartAllCoreThreads() 對其進(jìn)行動態(tài)重寫。 創(chuàng)建新線程 使用 ThreadFactory 創(chuàng)建新線程。如果沒有另外說明,則在同一個 ThreadGroup 中一律使用 Executors.defaultThreadFactory() 創(chuàng)建線程,并且這些線程具有相同的NORM_PRIORITY 優(yōu)先級和非守護(hù)進(jìn)程狀態(tài)。通過提供不同的 ThreadFactory,可以改變線程的名稱、線程組、優(yōu)先級、守護(hù)進(jìn)程狀態(tài),等等。如果從 newThread 返回null 時 ThreadFactory 未能創(chuàng)建線程,則執(zhí)行程序?qū)⒗^續(xù)運(yùn)行,但不能執(zhí)行任何任務(wù)。 保持活動時間 如果池中當(dāng)前有多于 corePoolSize 的線程,則這些多出的線程在空閑時間超過 keepAliveTime 時將會終止(參見 getKeepAliveTime(java.util.concurrent.TimeUnit))。這提供了當(dāng)池處于非活動狀態(tài)時減少資源消耗的方法。如果池后來變得更為活動,則可以創(chuàng)建新的線程。也可以使用方法 setKeepAliveTime(long, java.util.concurrent.TimeUnit) 動態(tài)地更改此參數(shù)。使用 Long.MAX_VALUE TimeUnit.NANOSECONDS 的值在關(guān)閉前有效地從以前的終止?fàn)顟B(tài)禁用空閑線程。 排隊(duì) 所有 BlockingQueue 都可用于傳輸和保持提交的任務(wù)。可以使用此隊(duì)列與池大小進(jìn)行交互: A. 如果運(yùn)行的線程少于 corePoolSize,則 Executor 始終首選添加新的線程,而不進(jìn)行排隊(duì)。 B. 如果運(yùn)行的線程等于或多于 corePoolSize,則 Executor 始終首選將請求加入隊(duì)列,而不添加新的線程。 C. 如果無法將請求加入隊(duì)列,則創(chuàng)建新的線程,除非創(chuàng)建此線程超出 maximumPoolSize,在這種情況下,任務(wù)將被拒絕。 排隊(duì)有三種通用策略: 直接提交。工作隊(duì)列的默認(rèn)選項(xiàng)是 SynchronousQueue,它將任務(wù)直接提交給線程而不保持它們。在此,如果不存在可用于立即運(yùn)行任務(wù)的線程,則試圖把任務(wù)加入隊(duì)列將失敗,因此會構(gòu)造一個新的線程。此策略可以避免在處理可能具有內(nèi)部依賴性的請求集合時出現(xiàn)鎖定。直接提交通常要求無界 maximumPoolSizes 以避免拒絕新提交的任務(wù)。當(dāng)命令以超過隊(duì)列所能處理的平均數(shù)連續(xù)到達(dá)時,此策略允許無界線程具有增長的可能性。 無界隊(duì)列。使用無界隊(duì)列(例如,不具有預(yù)定義容量的 LinkedBlockingQueue)將導(dǎo)致在所有 corePoolSize 線程都忙的情況下將新任務(wù)加入隊(duì)列。這樣,創(chuàng)建的線程就不會超過 corePoolSize。(因此,maximumPoolSize 的值也就無效了。)當(dāng)每個任務(wù)完全獨(dú)立于其他任務(wù),即任務(wù)執(zhí)行互不影響時,適合于使用無界隊(duì)列;例如,在 Web頁服務(wù)器中。這種排隊(duì)可用于處理瞬態(tài)突發(fā)請求,當(dāng)命令以超過隊(duì)列所能處理的平均數(shù)連續(xù)到達(dá)時,此策略允許無界線程具有增長的可能性。 有界隊(duì)列。當(dāng)使用有限的 maximumPoolSizes 時,有界隊(duì)列(如 ArrayBlockingQueue)有助于防止資源耗盡,但是可能較難調(diào)整和控制。隊(duì)列大小和最大池大小可能需要相互折衷:使用大型隊(duì)列和小型池可以最大限度地降低 CPU 使用率、操作系統(tǒng)資源和上下文切換開銷,但是可能導(dǎo)致人工降低吞吐量。如果任務(wù)頻繁阻塞(例如,如果它們是 I/O 邊界),則系統(tǒng)可能為超過您許可的更多線程安排時間。使用小型隊(duì)列通常要求較大的池大小,CPU 使用率較高,但是可能遇到不可接受的調(diào)度開銷,這樣也會降低吞吐量。 被拒絕的任務(wù) 當(dāng) Executor 已經(jīng)關(guān)閉,并且 Executor 將有限邊界用于最大線程和工作隊(duì)列容量,且已經(jīng)飽和時,在方法 execute(java.lang.Runnable) 中提交的新任務(wù)將被拒絕。在以上兩種情況下,execute 方法都將調(diào)用其 RejectedExecutionHandler 的 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution(java.lang.Runnable, java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor) 方法。下面提供了四種預(yù)定義的處理程序策略: A. 在默認(rèn)的 ThreadPoolExecutor.AbortPolicy 中,處理程序遭到拒絕將拋出運(yùn)行時 RejectedExecutionException。 B. 在 ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy 中,線程調(diào)用運(yùn)行該任務(wù)的 execute 本身。此策略提供簡單的反饋控制機(jī)制,能夠減緩新任務(wù)的提交速度。 C. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy 中,不能執(zhí)行的任務(wù)將被刪除。 D. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy 中,如果執(zhí)行程序尚未關(guān)閉,則位于工作隊(duì)列頭部的任務(wù)將被刪除,然后重試執(zhí)行程序(如果再次失敗,則重復(fù)此過程)。 定義和使用其他種類的 RejectedExecutionHandler 類也是可能的,但這樣做需要非常小心,尤其是當(dāng)策略僅用于特定容量或排隊(duì)策略時。 掛鉤方法 此類提供 protected 可重寫的 beforeExecute(java.lang.Thread, java.lang.Runnable) 和 afterExecute(java.lang.Runnable, java.lang.Throwable) 方法,這兩種方法分別在執(zhí)行每個任務(wù)之前和之后調(diào)用。它們可用于操縱執(zhí)行環(huán)境;例如,重新初始化 ThreadLocal、搜集統(tǒng)計(jì)信息或添加日志條目。此外,還可以重寫方法 terminated() 來執(zhí)行 Executor 完全終止后需要完成的所有特殊處理。 如果掛鉤或回調(diào)方法拋出異常,則內(nèi)部輔助線程將依次失敗并突然終止。 隊(duì)列維護(hù) 方法 getQueue() 允許出于監(jiān)控和調(diào)試目的而訪問工作隊(duì)列。強(qiáng)烈反對出于其他任何目的而使用此方法。remove(java.lang.Runnable) 和 purge() 這兩種方法可用于在取消大量已排隊(duì)任務(wù)時幫助進(jìn)行存儲回收。 |
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