java线程池

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title: java线程池
date: 2017-02-03 09:27:23
tags: concurrency
category: concurrency

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本篇Blog是《java并发编程的艺术》第九章线程池部分读后总结。

核心参数

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
    this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
         Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);

corePoolSize（线程池的基本大小）：

​ 当提交一个任务到线程池时，线程池会创建一个线程来执行任务，即使其他空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程，等到需要执行的任务数大于线程池基本大小时就不再创建。如果调用了线程池的prestartAllCoreThreads()方法，线程池会提前创建并启动所有基本线程，代码如下。

public static void main(String[] args) {
    ArrayBlockingQueue<Runnable> arrayBlockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(1);
    ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 60L, TimeUnit.MINUTES, arrayBlockingQueue);
    threadPoolExecutor.prestartAllCoreThreads();
}

maximumPoolSize：线程池的最大线程数

​ 当任务队列已满时，线程池将创建新的线程，直到达到maximumPoolSize

BlockingQueue：核心线程数和最大线程数之间的任务缓冲队列。

比较常见的可使用的阻塞队列：

​ ArrayBlockingQueue:常见的有界阻塞队列，FIFO

​ LinkedBlockingQueue：一个基于链表结构的阻塞队列，此队列按FIFO排序元素，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool()使用了这个队列。

​ SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于Linked-Block-ingQueue，静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。

​ maximumPoolSize（线程池最大数量）：线程池允许创建的最大线程数。如果队列满了，并且已创建的线程数小于最大线程数，则线程池会再创建新的线程执行任务。**值得注意的是，如果使用了无界的任务队列这个参数其实就没意义了，因为任务队列永远不会满，则线程数量永远不会大于corePoolSize。

ThreadFactory：创建线程的工厂。

​ 默认即可。guava提高一种可以自定义线程名称的工厂类，可以提高线程的辨识度。

RejectedExecutionHandler（饱和策略）：

​ 当队列和线程池都满了，说明线程池处于饱和状态，那么必须采取一种策略处理提交的新任务。这个策略默认情况下是AbortPolicy，表示无法处理新任务时抛出异常。在JDK 1.5中Java线程池框架提供了以下4种策略。

​ AbortPolicy：直接抛出异常。

​ CallerRunsPolicy：只用调用者所在线程来运行任务。

​ DiscardOldestPolicy：丢弃队列里最近的一个任务，并执行当前任务。

​ DiscardPolicy：不处理，丢弃掉。

当然也可以实现RejectedExceptionHandler自定义处理策略，发邮件，或者记录下来之类的。

keepAliveTime和TimeUnit：

当线程超过线程池corePoolSize后，在一定的时间内没有任务，则kill掉。这是用来规定时间的。取决于任务进入的频率，合理的时间可以避免频繁创建和结束线程。

线程池的工作流程

image.png

ThreadPoolExecutor执行execute方法分下面4种情况。

1）如果当前运行的线程少于corePoolSize，则创建新线程来执行任务（注意，执行这一步骤需要获取全局锁）。

2）如果运行的线程等于或多于corePoolSize，则将任务加入BlockingQueue。

3）如果无法将任务加入BlockingQueue（队列已满），则创建新的线程来处理任务，直到线程数量达到maximumPoolSize。（注意，执行这一步骤需要获取全局锁）。

4）如果创建新线程将使当前运行的线程超出maximumPoolSize，任务将被拒绝，并调用Re-jectedExecutionHandler.rejectedExecution()方法。

​ ThreadPoolExecutor采取上述步骤的总体设计思路，是为了在执行execute()方法时，尽可能地避免获取全局锁（那将会是一个严重的可伸缩瓶颈）。在ThreadPoolExecutor完成预热之后（当前运行的线程数大于等于corePoolSize），几乎所有的execute()方法调用都是执行步骤2，而步骤2不需要获取全局锁。

线程池的关闭

shutdownNow (试图Interrupt所有的任务)

shutdown（试图Interrupt待执行的任务）

2个方法调用后isShutdwon都返回true，但要注意的是只有任务本身可以被Interrupt，处理了Interrupt信号才能被中断，不能的话，该咋样还是咋样。这和线程的中断是一个道理。

线程池的监控

合理的设置线程池的corePoolSize和maxPoolSize，选择合适的BlockingQueue避免资源浪费和等待任务过多。除了预先估算以外，可以通过监控线程池的状态调整。ThreadPoolExecutor提供了一些方法反返回线程池的关键信息。

比如getPoolSize线程池的当期线程数量，getActiveCount之类的。