Java线程池

　线程池有四种实现方式：

　　

    ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

     创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。

     这种类型的线程池特点是：

  • 工作线程的创建数量几乎没有限制(其实也有限制的,数目为Interger. MAX_VALUE), 这样可灵活的往线程池中添加线程。
  • 如果长时间没有往线程池中提交任务，即如果工作线程空闲了指定的时间(默认为1分钟)，则该工作线程将自动终止。终止后，如果你又提交了新的任务，则线程池重新创建一个工作线程。
  • 在使用CachedThreadPool时，一定要注意控制任务的数量，否则，由于大量线程同时运行，很有会造成系统瘫痪。
  • package test;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolExecutorTest {
 public static void main(String[] args) {
  ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
   final int index = i;
   try {
    Thread.sleep(index * 1000);
   } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
   }
   cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
    public void run() {
     System.out.println(index);
    }
   });
  }
 }
}

     

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);

　　创建一个指定工作线程数量的线程池。每当提交一个任务就创建一个工作线程，如果工作线程数量达到线程池初始的最大数，则将提交的任务存入到池队列中。

　  FixedThreadPool是一个典型且优秀的线程池，它具有线程池提高程序效率和节省创建线程时所耗的开销的优点。但是，在线程池空闲时，即线程池中没有可运行任务时，它不会释放工作线程，还会占用一定的系统资源。

package test;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolExecutorTest {
 public static void main(String[] args) {
  ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
   final int index = i;
   fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
    public void run() {
     try {
      System.out.println(index);
      Thread.sleep(2000);
     } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
     }
    }
   });
  }
 }
}

 



ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
创建一个单线程化的Executor，即只创建唯一的工作者线程来执行任务，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。
如果这个线程异常结束，会有另一个取代它，保证顺序执行。单工作线程最大的特点是可保证顺序地执行各个任务，并且在任意给定的时间不会有多个线程是活动的。
package test;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolExecutorTest {
 public static void main(String[] args) {
  ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
   final int index = i;
   singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
    public void run() {
     try {
      System.out.println(index);
      Thread.sleep(2000);
     } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
     }
    }
   });
  }
 }
}

 



 


 


ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);


     创建一个定长的线程池，而且支持定时的以及周期性的任务执行，支持定时及周期性任务执行。


 　　




package test;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ThreadPoolExecutorTest {
 public static void main(String[] args) {
  ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
  scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
   public void run() {
    System.out.println("delay 3 seconds");
   }
  }, 3, TimeUnit.SECONDS);
 }
}





　　


 


　首先看：线程池的构造方法


    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,


                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue) 


ThreadPoolExecutor类可设置的参数主要有：


    

  • corePoolSize
    • 





在创建了线程池后，默认情况下，线程池中并没有任何线程，而是等待有任务到来才创建线程去执行任务，（除非调用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法，从这2个方法的名字就可以看出，是预创建线程的意思，即在没有任务到来之前就创建corePoolSize个线程或者一个线程）。


默认情况下，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。核心线程在allowCoreThreadTimeout被设置为true时会超时退出，默认情况下不会退出。




    

  • maxPoolSize
    • 



当线程数大于或等于核心线程，且任务队列已满时，线程池会创建新的线程，直到线程数量达到maxPoolSize。如果线程数已等于maxPoolSize，且任务队列已满，则已超出线程池的处理能力，线程池会拒绝处理任务而抛出异常。


    

  • keepAliveTime
    • 





当线程空闲时间达到keepAliveTime，该线程会退出，直到线程数量等于corePoolSize。如果allowCoreThreadTimeout设置为true，则所有线程均会退出直到线程数量为0。




    

  • allowCoreThreadTimeout
    • 





是否允许核心线程空闲退出，默认值为false。




    

  • queueCapacity
    • 





任务队列容量。从maxPoolSize的描述上可以看出，任务队列的容量会影响到线程的变化，因此任务队列的长度也需要恰当的设置。


还有就是 workQueue：一个阻塞队列，用来存储等待执行的任务，这个参数的选择也很重要，会对线程池的运行过程产生重大影响，一般来说，这里的阻塞队列有以下几种选择：




ArrayBlockingQueue;
LinkedBlockingQueue;
SynchronousQueue;
PriorityBlockingQueue 



ArrayBlockingQueue和PriorityBlockingQueue使用较少，一般使用LinkedBlockingQueue和Synchronous。线程池的排队策略与BlockingQueue有关。

    

  • threadFactory：线程工厂，主要用来创建线程；
    • 

  • handler：表示当拒绝处理任务时的策略，有以下四种取值：
    • 





ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。 
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。 
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程）
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务 












线程池按以下行为执行任务




    

  1. 当线程数小于核心线程数时，创建线程。
    2. 

  2. 当线程数大于等于核心线程数，且任务队列未满时，将任务放入任务队列。
    3. 

  3. 当线程数大于等于核心线程数，且任务队列已满
      

    1. 若线程数小于最大线程数，创建线程
      2. 

    2. 若线程数等于最大线程数，抛出异常，拒绝任务
      3. 

    4. 



系统负载


参数的设置跟系统的负载有直接的关系，下面为系统负载的相关参数：


    

  • tasks                ，每秒需要处理的最大任务数量
    • 

  • tasktime          ，处理第个任务所需要的时间
    • 

  • responsetime ，系统允许任务最大的响应时间，比如每个任务的响应时间不得超过2秒。
    • 



参数设置


corePoolSize:


　备注：执行线程的大小是，线程执行的运行的时间相关。假设一个线程运行时0。1秒，则1000个线程，一秒钟可以执行100个线程，


   根据82原则，需要20个线程可以解决每秒1000个线程的执行任务。


 


    每个任务需要tasktime秒处理，则每个线程每钞可处理1/tasktime个任务。系统每秒有tasks个任务需要处理，则需要的线程数为：tasks/(1/tasktime)，即tasks*tasktime个线程数。


　举例：假设系统每秒任务数为100~1000，每个任务耗时0.1秒，则需要100*0.1至1000*0.1，即10~100个线程。那么corePoolSize应该设置为大于10，具体数字最好根据8020原则，


              即80%情况下系统每秒任务数，若系统80%的情况下第秒任务数小于200，最多时为1000，则corePoolSize可设置为20。


queueCapacity:


    任务队列的长度要根据核心线程数，以及系统对任务响应时间的要求有关。队列长度可以设置为(corePoolSize/tasktime)*responsetime： (20/0.1)*2=400，即队列长度可设置为400。


    队列长度设置过大，会导致任务响应时间过长，切忌以下写法：


     LinkedBlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue();


      这实际上是将队列长度设置为Integer.MAX_VALUE，将会导致线程数量永远为corePoolSize，再也不会增加，当任务数量陡增时，任务响应时间也将随之陡增。


maxPoolSize:


     当系统负载达到最大值时，核心线程数已无法按时处理完所有任务，这时就需要增加线程。每秒200个任务需要20个线程，那么当每秒达到1000个任务时，则需要(1000-queueCapacity)*(20/200)，即60个线程，可将maxPoolSize设置为60。


keepAliveTime:


      线程数量只增加不减少也不行。当负载降低时，可减少线程数量，如果一个线程空闲时间达到keepAliveTiime，该线程就退出。默认情况下线程池最少会保持corePoolSize个线程。


allowCoreThreadTimeout:


      默认情况下核心线程不会退出，可通过将该参数设置为true，让核心线程也退出。






      以上关于线程数量的计算并没有考虑CPU的情况。若结合CPU的情况，比如，当线程数量达到50时，CPU达到100%，


      则将maxPoolSize设置为60也不合适，此时若系统负载长时间维持在每秒1000个任务，则超出线程池处理能力，应设法降低每个任务的处理时间(tasktime)。




 






	
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2019-04-28 21:23 
苦大师 
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