线程池原理

1.2 线程池

ThreadPoolExecutor是JDK中的线程池实现，这个类实现了一个线程池需要的各个方法，它提供了任务提交、线程管理、监控等方法。

1.2.1 七个参数

  • corePoolSize：核心线程数
    线程池维护的最小线程数量，核心线程创建后不会被回收（注意：设置allowCoreThreadTimeout=true后，空闲的核心线程超过存活时间也会被回收）。
    大于核心线程数的线程，在空闲时间超过keepAliveTime后会被回收。
    线程池刚创建时，里面没有一个线程，当调用 execute() 方法添加一个任务时，如果正在运行的线程数量小于corePoolSize，则马上创建新线程并运行这个任务。
  • maximumPoolSize：最大线程数
    线程池允许创建的最大线程数量。
    当添加一个任务时，核心线程数已满，线程池还没达到最大线程数，并且没有空闲线程，工作队列已满的情况下，创建一个新线程并执行。
  • keepAliveTime：空闲线程存活时间
    当一个可被回收的线程的空闲时间大于keepAliveTime，就会被回收。
    可被回收的线程：设置allowCoreThreadTimeout=true的核心线程和大于核心线程数的线程（非核心线程）。
  • unit：时间单位：keepAliveTime的时间单位：
    TimeUnit.NANOSECONDS
    TimeUnit.MICROSECONDS
    TimeUnit.MILLISECONDS // 毫秒
    TimeUnit.SECONDS
    TimeUnit.MINUTES
    TimeUnit.HOURS
    TimeUnit.DAYS
  • workQueue：工作队列
    存放待执行任务的队列：当提交的任务数超过核心线程数大小后，再提交的任务就存放在工作队列，任务调度时再从队列中取出任务。
    它仅仅用来存放被execute()方法提交的Runnable任务。工作队列实现了BlockingQueue接口。
    JDK默认的工作队列有五种：
    ArrayBlockingQueue 数组型阻塞队列：数组结构，初始化时传入大小，有界，FIFO，使用一个重入锁，默认使用非公平锁，入队和出队共用一个锁，互斥。
    LinkedBlockingQueue 链表型阻塞队列：链表结构，默认初始化大小为Integer.MAX_VALUE，有界（近似无解），FIFO，使用两个重入锁分别控制元素的入队和出队，用Condition进行线程间的唤醒和等待。
    SynchronousQueue 同步队列：容量为0，添加任务必须等待取出任务，这个队列相当于通道，不存储元素。
    PriorityBlockingQueue 优先阻塞队列：无界，默认采用元素自然顺序升序排列。
    DelayQueue 延时队列：无界，元素有过期时间，过期的元素才能被取出。
  • threadFactory：线程工厂
    创建线程的工厂，可以设定线程名、线程编号等。
  • handler：拒绝策略
    当线程池线程数已满，并且工作队列达到限制，新提交的任务使用拒绝策略处理。可以自定义拒绝策略，拒绝策略需要实现RejectedExecutionHandler接口。
    JDK默认的拒绝策略有四种：
    AbortPolicy：丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
    DiscardPolicy：丢弃任务，但是不抛出异常。可能导致无法发现系统的异常状态。
    DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新提交被拒绝的任务。
    CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务。

顶级接口Executor 执行线程的工具 线程池接口ExectorService

  • newCachedThreadPool：创建一个根据需要创建新线程的线程池，但是可以重用以前构造的线程。调用execute将重用以前构造的线程，如果没有可用线程，则新建并添加到pool中。终止并移除60s没有被用的线程
  • newFixedThreadPool: 创建一个可重用的固定线程的线程池，以共享的无界队列方式来运行。在有可用线程前，任务会等待
  • newScheduledThreadPool：可安排在给定延迟后命令或者定期执行
public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool= Executors.newScheduledThreadPool(3);
        scheduledThreadPool.schedule(newRunnable(){
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("延迟三秒");
            }
        }, 3, TimeUnit.SECONDS);
        scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(newRunnable(){
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("延迟1 秒后每三秒执行一次");
            }
        },1,3,TimeUnit.SECONDS);
    }
  • newSingleThreadExecutor: 返回只有一个线程的线程池，可以在线程死后重新启动一个线程代替原来线程

3 线程池原理

3.1 ctl

private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));

是原子变量，同时记录线程池状态和线程池线程个数
以32位为例，高三位表示状态，后面表示个数

3.2 状态

Running:接受新任务并处理阻塞队列里任务
shutdown：拒绝新任务但是处理队列任务
stop：拒绝并抛弃阻塞队列任务，同时中断处理任务
tidying：所有任务都执行完，活动线程为0，将要调用terminated方法
terminated：终止状态

  • 状态转换
    run->shut：显式调用shutdown，隐式调用finalize
    run/shut->stop:显式调用shutdownNow
    shut->tidy:线程池和任务队列都为空
    stop->tidy:线程池为空
    tidy->terminated:执行terminated

3.3 线程池参数

  • corePoolSize：核心线程数
    线程池维护的最小线程数量，核心线程创建后不会被回收（注意：设置allowCoreThreadTimeout=true后，空闲的核心线程超过存活时间也会被回收）。
    大于核心线程数的线程，在空闲时间超过keepAliveTime后会被回收。
    线程池刚创建时，里面没有一个线程，当调用 execute() 方法添加一个任务时，如果正在运行的线程数量小于corePoolSize，则马上创建新线程并运行这个任务。

  • maximumPoolSize：最大线程数
    线程池允许创建的最大线程数量。
    当添加一个任务时，核心线程数已满，线程池还没达到最大线程数，并且没有空闲线程，工作队列已满的情况下，创建一个新线程并执行。

  • keepAliveTime：空闲线程存活时间
    当一个可被回收的线程的空闲时间大于keepAliveTime，就会被回收。
    可被回收的线程：设置allowCoreThreadTimeout=true的核心线程和大于核心线程数的线程（非核心线程）。
    unit：时间单位：keepAliveTime的时间单位：
    TimeUnit.NANOSECONDS
    TimeUnit.MICROSECONDS
    TimeUnit.MILLISECONDS // 毫秒
    TimeUnit.SECONDS
    TimeUnit.MINUTES
    TimeUnit.HOURS
    TimeUnit.DAYS

  • workQueue：工作队列
    存放待执行任务的队列：当提交的任务数超过核心线程数大小后，再提交的任务就存放在工作队列，任务调度时再从队列中取出任务。
    它仅仅用来存放被execute()方法提交的Runnable任务。工作队列实现了BlockingQueue接口。
    JDK默认的工作队列有五种：
    ArrayBlockingQueue 数组型阻塞队列：数组结构，初始化时传入大小，有界，FIFO，使用一个重入锁，默认使用非公平锁，入队和出队共用一个锁，互斥。
    LinkedBlockingQueue 链表型阻塞队列：链表结构，默认初始化大小为Integer.MAX_VALUE，有界（近似无解），FIFO，使用两个重入锁分别控制元素的入队和出队，用Condition进行线程间的唤醒和等待。
    SynchronousQueue 同步队列：容量为0，添加任务必须等待取出任务，这个队列相当于通道，不存储元素。
    PriorityBlockingQueue 优先阻塞队列：无界，默认采用元素自然顺序升序排列。
    DelayQueue 延时队列：无界，元素有过期时间，过期的元素才能被取出。

  • threadFactory：线程工厂
    创建线程的工厂，可以设定线程名、线程编号等。

  • dafaultHandler：拒绝策略
    当线程池线程数已满，并且工作队列达到限制，新提交的任务使用拒绝策略处理。可以自定义拒绝策略，拒绝策略需要实现RejectedExecutionHandler接口。
    JDK默认的拒绝策略有四种：
    AbortPolicy：丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
    DiscardPolicy：丢弃任务，但是不抛出异常。可能导致无法发现系统的异常状态。
    DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新提交被拒绝的任务。
    CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务。

3.4 其他变量和类

mainLock独占锁，用来控制新增Worker线程的原子性
termination是该锁对应条件队列，在线程调用awaitTermination时存放阻塞队列
Worker类继承AQS和Runnable接口，是具体承载任务的对象。
AQS实现简单不可重入独占锁
DefaultThreadFactory是线程工厂，

posted @ 2024-07-01 16:36  lwx_R  阅读(2)  评论(0)  编辑  收藏  举报