java线程池
hreadPoolExecutor提供了四个构造方法：
我们以最后一个构造方法（参数最多的那个），对其参数进行解释：
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, // 1 int maximumPoolSize, // 2 long keepAliveTime, // 3 TimeUnit unit, // 4 BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 5 ThreadFactory threadFactory, // 6 RejectedExecutionHandler handler ) { //7 if (corePoolSize < 0 || maximumPoolSize <= 0 || maximumPoolSize < corePoolSize || keepAliveTime < 0) throw new IllegalArgumentException(); if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null) throw new NullPointerException(); this.corePoolSize = corePoolSize; this.maximumPoolSize = maximumPoolSize; this.workQueue = workQueue; this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime); this.threadFactory = threadFactory; this.handler = handler; }
| 序号 | 名称 | 类型 | 含义 |
|---|---|---|---|
| 1 | corePoolSize | int | 核心线程池大小 |
| 2 | maximumPoolSize | int | 最大线程池大小 |
| 3 | keepAliveTime | long | 线程最大空闲时间 |
| 4 | unit | TimeUnit | 时间单位 |
| 5 | workQueue | BlockingQueue<Runnable> | 线程等待队列 |
| 6 | threadFactory | ThreadFactory | 线程创建工厂 |
| 7 | handler | RejectedExecutionHandler | 拒绝策略 |
一、workQueue任务队列
上面我们已经介绍过了，它一般分为直接提交队列、有界任务队列、无界任务队列、优先任务队列；
1、直接提交队列：设置为SynchronousQueue队列，SynchronousQueue是一个特殊的BlockingQueue，它没有容量，没执行一个插入操作就会阻塞，需要再执行一个删除操作才会被唤醒，反之每一个删除操作也都要等待对应的插入操作。
public class ThreadPool {
private static ExecutorService pool;
public static void main( String[] args )
{
//maximumPoolSize设置为2 ，拒绝策略为AbortPolic策略，直接抛出异常
pool = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>(),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
for(int i=0;i<3;i++) {
pool.execute(new ThreadTask());
}
}
}
public class ThreadTask implements Runnable{
public ThreadTask() {
}
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
输出结果为
pool-1-thread-1
pool-1-thread-2
Exception in thread "main" java.util.concurrent.RejectedExecutionException: Task com.hhxx.test.ThreadTask@55f96302 rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@3d4eac69[Running, pool size = 2, active threads = 0, queued tasks = 0, completed tasks = 2]
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy.rejectedExecution(Unknown Source)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(Unknown Source)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(Unknown Source)
at com.hhxx.test.ThreadPool.main(ThreadPool.java:17)
可以看到，当任务队列为SynchronousQueue，创建的线程数大于maximumPoolSize时，直接执行了拒绝策略抛出异常。
使用SynchronousQueue队列，提交的任务不会被保存，总是会马上提交执行。如果用于执行任务的线程数量小于maximumPoolSize，则尝试创建新的进程，如果达到maximumPoolSize设置的最大值，则根据你设置的handler执行拒绝策略。因此这种方式你提交的任务不会被缓存起来，而是会被马上执行，在这种情况下，你需要对你程序的并发量有个准确的评估，才能设置合适的maximumPoolSize数量，否则很容易就会执行拒绝策略；
2、有界的任务队列：有界的任务队列可以使用ArrayBlockingQueue实现，如下所示
pool = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
使用ArrayBlockingQueue有界任务队列，若有新的任务需要执行时，线程池会创建新的线程，直到创建的线程数量达到corePoolSize时，则会将新的任务加入到等待队列中。若等待队列已满，即超过ArrayBlockingQueue初始化的容量，则继续创建线程，直到线程数量达到maximumPoolSize设置的最大线程数量，若大于maximumPoolSize，则执行拒绝策略。在这种情况下，线程数量的上限与有界任务队列的状态有直接关系，如果有界队列初始容量较大或者没有达到超负荷的状态，线程数将一直维持在corePoolSize以下，反之当任务队列已满时，则会以maximumPoolSize为最大线程数上限。
3、无界的任务队列：有界任务队列可以使用LinkedBlockingQueue实现，如下所示
pool = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
使用无界任务队列，线程池的任务队列可以无限制的添加新的任务，而线程池创建的最大线程数量就是你corePoolSize设置的数量，也就是说在这种情况下maximumPoolSize这个参数是无效的，哪怕你的任务队列中缓存了很多未执行的任务，当线程池的线程数达到corePoolSize后，就不会再增加了；若后续有新的任务加入，则直接进入队列等待，当使用这种任务队列模式时，一定要注意你任务提交与处理之间的协调与控制，不然会出现队列中的任务由于无法及时处理导致一直增长，直到最后资源耗尽的问题。
4、优先任务队列：优先任务队列通过PriorityBlockingQueue实现，下面我们通过一个例子演示下
public class ThreadPool {
private static ExecutorService pool;
public static void main( String[] args )
{
//优先任务队列
pool = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, new PriorityBlockingQueue<Runnable>(),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
for(int i=0;i<20;i++) {
pool.execute(new ThreadTask(i));
}
}
}
public class ThreadTask implements Runnable,Comparable<ThreadTask>{
private int priority;
public int getPriority() {
return priority;
}
public void setPriority(int priority) {
this.priority = priority;
}
public ThreadTask() {
}
public ThreadTask(int priority) {
this.priority = priority;
}
//当前对象和其他对象做比较，当前优先级大就返回-1，优先级小就返回1,值越小优先级越高
public int compareTo(ThreadTask o) {
return this.priority>o.priority?-1:1;
}
public void run() {
try {
//让线程阻塞，使后续任务进入缓存队列
Thread.sleep(1000);
System.out.println("priority:"+this.priority+",ThreadName:"+Thread.currentThread().getName());
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
我们来看下执行的结果情况
priority:0,ThreadName:pool-1-thread-1 priority:9,ThreadName:pool-1-thread-1 priority:8,ThreadName:pool-1-thread-1 priority:7,ThreadName:pool-1-thread-1 priority:6,ThreadName:pool-1-thread-1 priority:5,ThreadName:pool-1-thread-1 priority:4,ThreadName:pool-1-thread-1 priority:3,ThreadName:pool-1-thread-1 priority:2,ThreadName:pool-1-thread-1 priority:1,ThreadName:pool-1-thread-1
大家可以看到除了第一个任务直接创建线程执行外，其他的任务都被放入了优先任务队列，按优先级进行了重新排列执行，且线程池的线程数一直为corePoolSize，也就是只有一个。
通过运行的代码我们可以看出PriorityBlockingQueue它其实是一个特殊的无界队列，它其中无论添加了多少个任务，线程池创建的线程数也不会超过corePoolSize的数量，只不过其他队列一般是按照先进先出的规则处理任务，而PriorityBlockingQueue队列可以自定义规则根据任务的优先级顺序先后执行。
二、拒绝策略
一般我们创建线程池时，为防止资源被耗尽，任务队列都会选择创建有界任务队列，但种模式下如果出现任务队列已满且线程池创建的线程数达到你设置的最大线程数时，这时就需要你指定ThreadPoolExecutor的RejectedExecutionHandler参数即合理的拒绝策略，来处理线程池"超载"的情况。ThreadPoolExecutor自带的拒绝策略如下：
1、AbortPolicy策略：该策略会直接抛出异常，阻止系统正常工作；
2、CallerRunsPolicy策略：如果线程池的线程数量达到上限，该策略会把任务队列中的任务放在调用者线程当中运行；
3、DiscardOledestPolicy策略：该策略会丢弃任务队列中最老的一个任务，也就是当前任务队列中最先被添加进去的，马上要被执行的那个任务，并尝试再次提交；
4、DiscardPolicy策略：该策略会默默丢弃无法处理的任务，不予任何处理。当然使用此策略，业务场景中需允许任务的丢失；
以上内置的策略均实现了RejectedExecutionHandler接口，当然你也可以自己扩展RejectedExecutionHandler接口，定义自己的拒绝策略，我们看下示例代码：
public class ThreadPool {
private static ExecutorService pool;
public static void main( String[] args )
{
//自定义拒绝策略
pool = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(5),
Executors.defaultThreadFactory(), new RejectedExecutionHandler() {
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
System.out.println(r.toString()+"执行了拒绝策略");
}
});
for(int i=0;i<10;i++) {
pool.execute(new ThreadTask());
}
}
}
public class ThreadTask implements Runnable{
public void run() {
try {
//让线程阻塞，使后续任务进入缓存队列
Thread.sleep(1000);
System.out.println("ThreadName:"+Thread.currentThread().getName());
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
输出结果：
com.hhxx.test.ThreadTask@33909752执行了拒绝策略 com.hhxx.test.ThreadTask@55f96302执行了拒绝策略 com.hhxx.test.ThreadTask@3d4eac69执行了拒绝策略 ThreadName:pool-1-thread-2 ThreadName:pool-1-thread-1 ThreadName:pool-1-thread-1 ThreadName:pool-1-thread-2 ThreadName:pool-1-thread-1 ThreadName:pool-1-thread-2 ThreadName:pool-1-thread-1
可以看到由于任务加了休眠阻塞，执行需要花费一定时间，导致会有一定的任务被丢弃，从而执行自定义的拒绝策略；
知道了各个参数的作用后，我们开始构造符合我们期待的线程池。首先看JDK给我们预定义的几种线程池：
三、预定义线程池
- FixedThreadPool
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); }
corePoolSize与maximumPoolSize相等，即其线程全为核心线程，是一个固定大小的线程池，是其优势； keepAliveTime = 0 该参数默认对核心线程无效，而FixedThreadPool全部为核心线程； workQueue 为LinkedBlockingQueue（无界阻塞队列），队列最大值为Integer.MAX_VALUE。如果任务提交速度持续大余任务处理速度，会造成队列大量阻塞。因为队列很大，很有可能在拒绝策略前，内存溢出。是其劣势； FixedThreadPool的任务执行是无序的；
适用场景：可用于Web服务瞬时削峰，但需注意长时间持续高峰情况造成的队列阻塞。
- CachedThreadPool
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
- corePoolSize = 0，maximumPoolSize = Integer.MAX_VALUE，即线程数量几乎无限制；
- keepAliveTime = 60s，线程空闲60s后自动结束。
- workQueue 为 SynchronousQueue 同步队列，这个队列类似于一个接力棒，入队出队必须同时传递，因为CachedThreadPool线程创建无限制，不会有队列等待，所以使用SynchronousQueue；
适用场景：快速处理大量耗时较短的任务，如Netty的NIO接受请求时，可使用CachedThreadPool。
- SingleThreadExecutor
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
咋一瞅，不就是newFixedThreadPool(1)吗？定眼一看，这里多了一层FinalizableDelegatedExecutorService包装，这一层有什么用呢，写个dome来解释一下：
public static void main(String[] args) {
ExecutorService fixedExecutorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = (ThreadPoolExecutor) fixedExecutorService;
System.out.println(threadPoolExecutor.getMaximumPoolSize());
threadPoolExecutor.setCorePoolSize(8);
ExecutorService singleExecutorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
// 运行时异常 java.lang.ClassCastException
// ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor2 = (ThreadPoolExecutor) singleExecutorService;
}
对比可以看出，FixedThreadPool可以向下转型为ThreadPoolExecutor，并对其线程池进行配置，而SingleThreadExecutor被包装后，无法成功向下转型。因此，SingleThreadExecutor被定以后，无法修改，做到了真正的Single。
- ScheduledThreadPool
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
newScheduledThreadPool调用的是ScheduledThreadPoolExecutor的构造方法，而ScheduledThreadPoolExecutor继承了ThreadPoolExecutor，构造是还是调用了其父类的构造方法。
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
对于ScheduledThreadPool本文不做描述，其特性请关注后续篇章。
四、自定义线程池
以下是自定义线程池，使用了有界队列，自定义ThreadFactory和拒绝策略的demo：
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException {
int corePoolSize = 2;
int maximumPoolSize = 4;
long keepAliveTime = 10;
TimeUnit unit = TimeUnit.SECONDS;
BlockingQueue<Runnable> workQueue = new ArrayBlockingQueue<>(2);
ThreadFactory threadFactory = new NameTreadFactory();
RejectedExecutionHandler handler = new MyIgnorePolicy();
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit,
workQueue, threadFactory, handler);
executor.prestartAllCoreThreads(); // 预启动所有核心线程
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
MyTask task = new MyTask(String.valueOf(i));
executor.execute(task);
}
System.in.read(); //阻塞主线程
}
static class NameTreadFactory implements ThreadFactory {
private final AtomicInteger mThreadNum = new AtomicInteger(1);
@Override
public Thread newThread(Runnable r) {
Thread t = new Thread(r, "my-thread-" + mThreadNum.getAndIncrement());
System.out.println(t.getName() + " has been created");
return t;
}
}
public static class MyIgnorePolicy implements RejectedExecutionHandler {
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
doLog(r, e);
}
private void doLog(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
// 可做日志记录等
System.err.println( r.toString() + " rejected");
// System.out.println("completedTaskCount: " + e.getCompletedTaskCount());
}
}
static class MyTask implements Runnable {
private String name;
public MyTask(String name) {
this