Java多线程-线程池ThreadPoolExecutor构造方法和规则

有时候，系统需要处理非常多的执行时间很短的请求，如果每一个请求都开启一个新线程的话，系统就要不断的进行线程的创建和销毁，有时花在创建和销毁线程上的时间会比线程真正执行的时间还长。而且当线程数量太多时，系统不一定能受得了。

使用线程池主要为了解决一下几个问题：

• 通过重用线程池中的线程，来减少每个线程创建和销毁的性能开销。
• 对线程进行一些维护和管理，比如定时开始，周期执行，并发数控制等等。

Executor

Executor是一个接口，跟线程池有关的基本都要跟他打交道。下面是常用的ThreadPoolExecutor的关系。

Executor接口很简单，只有一个execute方法。

ExecutorService是Executor的子接口，增加了一些常用的对线程的控制方法，之后使用线程池主要也是使用这些方法。

AbstractExecutorService是一个抽象类。ThreadPoolExecutor就是实现了这个类。

ThreadPoolExecutor

构造方法

ThreadPoolExecutor是线程池的真正实现，他通过构造方法的一系列参数，来构成不同配置的线程池。常用的构造方法有下面四个：

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

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                        int maximumPoolSize,
                        long keepAliveTime,
                        TimeUnit unit,
                        BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                        ThreadFactory threadFactory)

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                        int maximumPoolSize,
                        long keepAliveTime,
                        TimeUnit unit,
                        BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                        RejectedExecutionHandler handler)

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                        int maximumPoolSize,
                        long keepAliveTime,
                        TimeUnit unit,
                        BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                        ThreadFactory threadFactory,
                        RejectedExecutionHandler handler)

构造方法参数说明

• corePoolSize

  核心线程数，默认情况下核心线程会一直存活，即使处于闲置状态也不会受存keepAliveTime限制。除非将allowCoreThreadTimeOut设置为true。

• maximumPoolSize

  线程池所能容纳的最大线程数。超过这个数的线程将被阻塞。当任务队列为没有设置大小的LinkedBlockingDeque时，这个值无效。

• keepAliveTime

  非核心线程的闲置超时时间，超过这个时间就会被回收。

• unit

  指定keepAliveTime的单位，如TimeUnit.SECONDS。当将allowCoreThreadTimeOut设置为true时对corePoolSize生效。

• workQueue

  线程池中的任务队列.

  常用的有三种队列，SynchronousQueue,LinkedBlockingDeque,ArrayBlockingQueue。

• threadFactory

  线程工厂，提供创建新线程的功能。ThreadFactory是一个接口，只有一个方法

  public interface ThreadFactory {
    Thread newThread(Runnable r);
  }

  • 1
  • 2
  • 3

  通过线程工厂可以对线程的一些属性进行定制。

  默认的工厂：

• static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {
    private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);
    private final ThreadGroup group;
    private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
    private final String namePrefix;
  
    DefaultThreadFactory() {
        SecurityManager var1 = System.getSecurityManager();
        this.group = var1 != null?var1.getThreadGroup():Thread.currentThread().getThreadGroup();
        this.namePrefix = "pool-" + poolNumber.getAndIncrement() + "-thread-";
    }
  
    public Thread newThread(Runnable var1) {
        Thread var2 = new Thread(this.group, var1, this.namePrefix + this.threadNumber.getAndIncrement(), 0L);
        if(var2.isDaemon()) {
            var2.setDaemon(false);
        }
  
        if(var2.getPriority() != 5) {
            var2.setPriority(5);
        }
  
        return var2;
    }
  }

  RejectedExecutionHandler

  RejectedExecutionHandler也是一个接口，只有一个方法

• public interface RejectedExecutionHandler {
    void rejectedExecution(Runnable var1, ThreadPoolExecutor var2);
  }

  • 当线程池中的资源已经全部使用，添加新线程被拒绝时，会调用RejectedExecutionHandler的rejectedExecution方法。

  线程池规则

  线程池的线程执行规则跟任务队列有很大的关系。

  • 下面都假设任务队列没有大小限制：

    1. 如果线程数量<=核心线程数量，那么直接启动一个核心线程来执行任务，不会放入队列中。
    2. 如果线程数量>核心线程数，但<=最大线程数，并且任务队列是LinkedBlockingDeque的时候，超过核心线程数量的任务会放在任务队列中排队。
    3. 如果线程数量>核心线程数，但<=最大线程数，并且任务队列是SynchronousQueue的时候，线程池会创建新线程执行任务，这些任务也不会被放在任务队列中。这些线程属于非核心线程，在任务完成后，闲置时间达到了超时时间就会被清除。
    4. 如果线程数量>核心线程数，并且>最大线程数，当任务队列是LinkedBlockingDeque，会将超过核心线程的任务放在任务队列中排队。也就是当任务队列是LinkedBlockingDeque并且没有大小限制时，线程池的最大线程数设置是无效的，他的线程数最多不会超过核心线程数。
    5. 如果线程数量>核心线程数，并且>最大线程数，当任务队列是SynchronousQueue的时候，会因为线程池拒绝添加任务而抛出异常。

  • 任务队列大小有限时

    1. 当LinkedBlockingDeque塞满时，新增的任务会直接创建新线程来执行，当创建的线程数量超过最大线程数量时会抛异常。
    2. SynchronousQueue没有数量限制。因为他根本不保持这些任务，而是直接交给线程池去执行。当任务数量超过最大线程数时会直接抛异常。