Java线程池原理
一、引入背景
1. 线程频繁的创建和销毁会消耗大量系统资源
2. 线程上线文切换会消耗大量系统资源
3. 线程数量太多，栈内存会溢出，因为每个线程都有自己的栈
4. 需要一种机制，可以线程复用，执行完一个任务后不销毁，继续执行其他任务
5. 还可以提高线程的可控性
二、线程池定义
1. 接口关系
a. Executor接口，Excutor框架把任务的提交和执行进行解耦，只声明了一个方法execute()
b. ExecutorService: 继承Executor接口，添加了一些用来管理线程的方法
c. AbstractExecutorService：抽象类，实现了ExecutorService接口
d. ThreadPoolExecutor类: ExecutorService的默认实现，是线程池中最核心的类
e. 继承关系：ThreadPoolExecutor->AbstractExecutorService->ExecutorService->Executor
2. ThreadPoolExecutor类构造方法的源码（重要！！！需要透彻理解）
public ThreadPoolExecutor( int corePoolSize, //线程池大小，在创建了线程池后，线程池中的线程数为0，当有任务来之后，就会创建一个线程去执行任务，当线程池中的线程数目达到corePoolSize后，就会把到达的任务放到缓存队列当中； int maximumPoolSize, //线程池能创建的最大线程数，超出corePoolSize和workerCount后的补救措施；超过maximumPoolSize进行拒绝 long keepAliveTime, //表示线程没有任务执行时(即在缓存队列中)最多保持多久时间会终止，当线程数大于corePoolSize才起作用，如果一个线程的空闲时间达到keepAliveTime，则会终止 TimeUnit unit, //参数keepAliveTime的时间单位 BlockingQueue<Runnable> workQueue, //一个阻塞队列，用来存储等待执行的任务，此时线程被阻塞，当workQueue已满，并且corePoolSize<workerCount<maximumPoolSize时，创建线程执行任务；当workerCount>maximumPoolSize时，拒绝
ThreadFactory threadFactory, //线程工厂，主要用来创建线程，可以对线程命名
RejectedExecutionHandler handler //表示拒绝处理任务时的策略，主要是丢弃任务 );
public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); int c = ctl.get(); if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { if (addWorker(command, true)) return; c = ctl.get(); } if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { int recheck = ctl.get(); if (! isRunning(recheck) && remove(command)) reject(command); else if (workerCountOf(recheck) == 0) addWorker(null, false); } else if (!addWorker(command, false)) reject(command); }
d. 线程池容量的动态调整 setCorePoolSize()和setMaximumPoolSize()
private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS; //正常运行状态 private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS; //shutdown()方法，不再接受新任务 private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS; //shutdownNow()方法，不再接受新任务，并尝试终止正在执行的任务 private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS; //所有任务都执行完毕 private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS; //terminated()方法，终止状态
- prestartCoreThread()：初始化一个核心线程；
- prestartAllCoreThreads()：初始化所有核心线程
3. 任务缓存队列及排队策略, 如果超过了corePoolSize，会缓存线程到workQueue
4. 任务拒绝策略，如果超出了maxPoolSize，会拒绝任务并丢弃
四、创建线程池：
1. Executors的4个静态方法，底层实现都是ThreadPoolExecutor
newSingleThreadExecutor 创建只有一个线程的线程池
newFixedThreadPool 创建线程数量固定的线程池
newCachedThreadPool 创建可缓存的线程池，线程数量无限制
newScheduledThreadPool 创建周期性执行任务的线程池，线程数量限制
2. 直接创建ThreadPoolExecutor对象
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(20);
Executor executor=Executors.newFixedThreadPool(20);
executorService.execute(() -> { // code });
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor( corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(workQueueCount), new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() );
ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(
corePoolSize,
maximumPoolSize,
keepAliveTime,
TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(workQueueCount),
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
);
threadPoolExecutor.execute(()->{ // code });
