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1. 线程池的创建

线程池可以通过ThreadPoolExecutor来创建,以下是它的构造函数:

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, // 线程池核心线程数最大值
        int maximumPoolSize, // 线程池最大线程数大小
        long keepAliveTime, // 线程池中非核心线程空闲的存活时间大小
        TimeUnit unit, // 线程空闲存活时间单位
        BlockingQueue<Runnable> workQueue,// 存放任务的阻塞队列
        ThreadFactory threadFactory, // 用于设置创建线程的工厂,可以给创建的线程设置有意义的名字,可方便排查问题
        RejectedExecutionHandler handler)  // 线程池的饱和策略事件,主要由四种类型

2. 线程池的执行流程

四种拒绝策略:

AbortPolicy(抛出一个异常,默认的)

DiscardPolicy(直接丢弃任务)

DiscardOldestPolicy(丢弃队列里最老的任务,将当前这个任务继续提交给线程池)

CallerRunsPolicy(交给线程池调用所在的线程进行处理)

线程池的异常处理:

try-catch捕获异常

submit执行,Future.get接收异常

重写ThreadPoolExecutor.afterExecute方法,处理传递的异常引用

为工作者线程设置UncaughtExceptionHandler,在uncaughtException方法中处理异常

3. 线程池的工作队列

ArrayBlockingQueue(有界队列):是一个用数组实现的有界阻塞队列,按FIFO排序量。

LinkedBlockingQueue(可设置容量队列):基于链表结构的阻塞队列,按FIFO排序任务,容量可以选择进行设置,不设置的话,将是一个无边界的阻塞队列,最大长度为Integer.MAX_VALUE,吞吐量通常要高于ArrayBlockingQuene;newFixedThreadPool线程池使用了这个队列

DelayQueue(延迟队列):是一个任务定时周期的延迟执行的队列。根据指定的执行时间从小到大排序,否则根据插入到队列的先后排序。newScheduledThreadPool线程池使用了这个队列。

PriorityBlockingQueue(优先级队列):是具有优先级的无界阻塞队列;

SynchronousQueue(同步队列):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(队尾匹配队头出队),否则插入操作一直处于阻塞状态,吞吐量通常要高于LinkedBlockingQuene,newCachedThreadPool线程池使用了这个队列。

4. 几种常见的线程池

newFixedThreadPool (固定数目线程的线程池)

构造函数:

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
                                      threadFactory);
    }

特点:
核心线程数和最大线程数大小一样,因此也就没有非空闲时间
阻塞队列为无界队列linkedblockingqueue

工作机制:

提交任务
如果线程数少于核心线程,创建核心线程执行任务
如果线程数等于核心线程,把任务添加到LinkedBlockingQueue阻塞队列
如果线程执行完任务,去阻塞队列取任务,继续执行。

使用场景:

FixedThreadPool 适用于处理CPU密集型的任务,确保CPU在长期被工作线程使用的情况下,尽可能的少的分配线程,即适用执行长期的任务。

newCachedThreadPool(可缓存线程的线程池)

构造函数:

public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>(),
                                      threadFactory);
    }

特点:

核心线程数为0
最大线程数为Integer.MAX_VALUE
阻塞队列是SynchronousQueue
非核心线程空闲存活时间为60秒

工作机制:

提交任务
因为没有核心线程,所以任务直接加到SynchronousQueue队列。
判断是否有空闲线程,如果有,就去取出任务执行。
如果没有空闲线程,就新建一个线程执行。
执行完任务的线程,还可以存活60秒,如果在这期间,接到任务,可以继续活下去;否则,被销毁。

使用场景:

用于并发执行大量短期的小任务。

newSingleThreadExecutor(单线程的线程池)

构造函数:

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
                                    threadFactory));
    }

特点:

最大线程数也为1
阻塞队列是LinkedBlockingQueue
keepAliveTime为0

工作机制:

提交任务
线程池是否有一条线程在,如果没有,新建线程执行任务
如果有,讲任务加到阻塞队列
当前的唯一线程,从队列取任务,执行完一个,再继续取,一个人(一条线程)夜以继日地干活。

使用场景:

适用于串行执行任务的场景,一个任务一个任务地执行。

newScheduledThreadPool(定时及周期执行的线程池)

构造函数:

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
              new DelayedWorkQueue());
    }

特点:

最大线程数为Integer.MAX_VALUE
阻塞队列是DelayQueue
keepAliveTime为0
scheduleAtFixedRate() :按某种速率周期执行
scheduleWithFixedDelay():在某个延迟后执行

工作机制:

添加一个任务
线程池中的线程从 DelayQueue 中取任务
线程从 DelayQueue 中获取 time 大于等于当前时间的task
执行完后修改这个 task 的 time 为下次被执行的时间
这个 task 放回DelayQueue队列中

使用场景:

周期性执行任务的场景,需要限制线程数量的场景

5. 线程池各个状态

线程池有这几个状态:RUNNING,SHUTDOWN,STOP,TIDYING,TERMINATED。

代码线程池各个状态切换图:

RUNNING

该状态的线程池会接收新任务,并处理阻塞队列中的任务;
调用线程池的shutdown()方法,可以切换到SHUTDOWN状态;
调用线程池的shutdownNow()方法,可以切换到STOP状态;

SHUTDOWN

该状态的线程池不会接收新任务,但会处理阻塞队列中的任务;
队列为空,并且线程池中执行的任务也为空,进入TIDYING状态;

STOP

该状态的线程不会接收新任务,也不会处理阻塞队列中的任务,而且会中断正在运行的任务;
线程池中执行的任务为空,进入TIDYING状态;

TIDYING

该状态表明所有的任务已经运行终止,记录的任务数量为0。
terminated()执行完毕,进入TERMINATED状态

TERMINATED

该状态表示线程池彻底终止

6. 相关面试题

面试问题1:Java线程池各个参数的作用

面试问题2:当提交新任务时,有哪些异常要考虑

面试问题3:工作队列

面试问题4:使用无界队列的线程池会导致内存飙升吗

面试问题5:常见线程池及使用场景

posted on 2020-08-11 17:09  Water2Wine  阅读(241)  评论(0编辑  收藏  举报