JUC并发编程快速入门篇（九）—— 线程池
简介
线程池（英语：thread pool）：一种线程使用模式。线程过多会带来调度开销，进而影响缓存局部性和整体性能。而线程池维护着多个线程，等待着监督管理者分配可并发执行的任务。这避免了在处理短时间任务时创建与销毁线程的代价。线程池不仅能够保证内核的充分利用，还能防止过分调度。
线程池的优势： 线程池做的工作只要是控制运行的线程数量，处理过程中将任务放入队列，然后在线程创建后启动这些任务，如果线程数量超过了最大数量，超出数量的线程排队等候，等其他线程执行完毕，再从队列中取出任务来执行。
它的主要特点为：
- 降低资源消耗: 通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的销耗。
- 提高响应速度: 当任务到达时，任务可以不需要等待线程创建就能立即执行。
- 提高线程的可管理性: 线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会销耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。
- Java 中的线程池是通过 Executor 框架实现的，该框架中用到了 Executor，Executors，ExecutorService，ThreadPoolExecutor 这几个
线程池的使用方式
一池多线程：Executors.newFixedThreadPool(5);//银行5个窗口
一池一线程：Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
一池可扩容线程：Executors.newCachedThreadPool();
案例
//演示线程池三中常用分类
public class ThreadPoolDemo1 {
public static void main(String[] args) {
//一池五线程
ExecutorService threadPool1 = Executors.newFixedThreadPool(5);//银行5个窗口
//一池一线程
ScheduledExecutorService threadPool2 = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
//一池可扩容线程
ExecutorService threadPool3 = Executors.newCachedThreadPool();
try {
//有10个顾客
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
//执行
threadPool3.execute(()->{ //线程创建
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 办理业务");
});
}
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}finally {
//关闭线程池
threadPool3.shutdown();
}
}
}
线程池参数说明
常用参数(重点)
- corePoolSize 线程池的核心线程数
- maximumPoolSize 能容纳的最大线程数
- keepAliveTime 空闲线程存活时间
- unit 存活的时间单位
- workQueue 存放提交但未执行任务的队列
- threadFactory 创建线程的工厂类
- handler 等待队列满后的拒绝策
线程池中，有三个重要的参数，决定影响了拒绝策略：corePoolSize - 核心线程数，也即最小的线程数。workQueue - 阻塞队列 。 maximumPoolSize -最大线程数当提交任务数大于 corePoolSize 的时候，会优先将任务放到 workQueue 阻塞队列中。当阻塞队列饱和后，会扩充线程池中线程数，直到达到maximumPoolSize 最大线程数配置。此时，再多余的任务，则会触发线程池的拒绝策略了。
总结起来，也就是一句话，当提交的任务数大于（workQueue.size() + maximumPoolSize ），就会触发线程池的拒绝策略。
拒绝策略(重点)
CallerRunsPolicy: 当触发拒绝策略，只要线程池没有关闭的话，则使用调用线程直接运行任务。一般并发比较小，性能要求不高，不允许失败。但是，由于调用者自己运行任务，如果任务提交速度过快，可能导致程序阻塞，性能效率上必然的损失较大
AbortPolicy: 丢弃任务，并抛出拒绝执行 RejectedExecutionException 异常信息。线程池默认的拒绝策略。必须处理好抛出的异常，否则会打断当前的执行流程，影响后续的任务执行。
DiscardPolicy: 直接丢弃，其他啥都没有
DiscardOldestPolicy: 当触发拒绝策略，只要线程池没有关闭的话，丢弃阻塞
队列 workQueue 中最老的一个任务，并将新任务加入
线程池底层工作原理(重要)
- 在创建了线程池后，线程池中的线程数为零
- 当调用 execute()方法添加一个请求任务时，线程池会做出如下判断： 2.1 如果正在运行的线程数量小于 corePoolSize，那么马上创建线程运行这个任务；
2.2 如果正在运行的线程数量大于或等于 corePoolSize，那么将这个任务放入队列；
2.3 如果这个时候队列满了且正在运行的线程数量还小于maximumPoolSize，那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务；
2.4 如果队列满了且正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize，那么线程池会启动饱和拒绝策略来执行。 - 当一个线程完成任务时，它会从队列中取下一个任务来执行
- 当一个线程无事可做超过一定的时间（keepAliveTime）时，线程会判断：
4.1 如果当前运行的线程数大于 corePoolSize，那么这个线程就被停掉。
4.2 所以线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到 corePoolSize 的大小。
注意事项(重要)
- 项目中创建多线程时，使用常见的三种线程池创建方式，单一、可变、定长都
有一定问题，原因是 FixedThreadPool 和 SingleThreadExecutor 底层都是用
LinkedBlockingQueue 实现的，这个队列最大长度为 Integer.MAX_VALUE，
容易导致 OOM。所以实际生产一般自己通过 ThreadPoolExecutor 的 7 个参
数，自定义线程池 - 创建线程池推荐适用 ThreadPoolExecutor 及其 7 个参数手动创建
o corePoolSize 线程池的核心线程数
o maximumPoolSize 能容纳的最大线程数
o keepAliveTime 空闲线程存活时间
o unit 存活的时间单位
o workQueue 存放提交但未执行任务的队列
o threadFactory 创建线程的工厂类
o handler 等待队列满后的拒绝策略 - 为什么不允许适用不允许 Executors.的方式手动创建线程池,如下图
自定义线程池
//自定义线程池
public class ThreadPoolDemo2 {
public static void main(String[] args) {
/*
- corePoolSize 线程池的核心线程数
- maximumPoolSize 能容纳的最大线程数
- keepAliveTime 空闲线程存活时间
- unit 存活的时间单位
- workQueue 存放提交但未执行任务的队列
- threadFactory 创建线程的工厂类
- handler 等待队列满后的拒绝策
假设线程池等候区大于workQueue+corePoolSize则创建临时线程；大于1个任务，则创建1个临时线程，大于2个，则创建两个临时线程。如果线程池等候区线程大于maximumPoolSize+workQueue 则会被拒绝。
*/
ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
2,
5,
2L,
TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(3),
Executors.defaultThreadFactory(),
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
try {
//有10个顾客
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
//执行
threadPool.execute(()->{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 办理业务");
});
}
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}finally {
//关闭线程池
threadPool.shutdown();
}
}
}
