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老司機傾囊相授,帶你一路進階,來不及解釋了快上車!
多線程可以說是面試官最喜歡拿來問的題目之一了,可謂是老生之常談,不管你是新手還是老司機,我相信你一定會在面試過程中遇到過有關多線程的一些問題。那我現在就充當一次面試官,我來問你:
現有一個線程池,參數corePoolSize = 5,maximumPoolSize = 10,BlockingQueue阻塞隊列長度爲5,此時有4個任務同時進來,問:線程池會創建幾條線程?
如果4個任務還沒處理完,這時又同時進來2個任務,問:線程池又會創建幾條線程還是不會創建?
如果前面6個任務還是沒有處理完,這時又同時進來5個任務,問:線程池又會創建幾條線程還是不會創建?
如果你此時一臉懵逼,請不要慌,問題不大。
創建線程池的構造方法的參數都有哪些?
要回答這個問題,我們需要從創建線程池的參數去找答案:
java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor#ThreadPoolExecutor:
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler) {
if (corePoolSize < 0 || maximumPoolSize <= 0 || maximumPoolSize < corePoolSize || keepAliveTime < 0)
throw new IllegalArgumentException();
if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
throw new NullPointerException();
this.acc = System.getSecurityManager() == null ? null : AccessController.getContext();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
創建線程池一共有7個參數,從源碼可知,corePoolSize和maximumPoolSize都不能小於0,且核心線程數不能大於最大線程數。
下面我來解釋一下這7個參數的用途:
corePoolSize
線程池核心線程數量,核心線程不會被回收,即使沒有任務執行,也會保持空閒狀態。如果線程池中的線程少於此數目,則在執行任務時創建。
maximumPoolSize
池允許最大的線程數,當線程數量達到corePoolSize,且workQueue隊列塞滿任務了之後,繼續創建線程。
keepAliveTime
超過corePoolSize之後的“臨時線程”的存活時間。
unit
keepAliveTime的單位。
workQueue
當前線程數超過corePoolSize時,新的任務會處在等待狀態,並存在workQueue中,BlockingQueue是一個先進先出的阻塞式隊列實現,底層實現會涉及Java併發的AQS機制,有關於AQS的相關知識,我會單獨寫一篇,敬請期待。
threadFactory
創建線程的工廠類,通常我們會自頂一個threadFactory設置線程的名稱,這樣我們就可以知道線程是由哪個工廠類創建的,可以快速定位。
handler
線程池執行拒絕策略,當線數量達到maximumPoolSize大小,並且workQueue也已經塞滿了任務的情況下,線程池會調用handler拒絕策略來處理請求。
系統默認的拒絕策略有以下幾種:
- AbortPolicy:爲線程池默認的拒絕策略,該策略直接拋異常處理。
- DiscardPolicy:直接拋棄不處理。
- DiscardOldestPolicy:丟棄隊列中最老的任務。
- CallerRunsPolicy:將任務分配給當前執行execute方法線程來處理。
我們還可以自定義拒絕策略,只需要實現RejectedExecutionHandler接口即可,友好的拒絕策略實現有如下:
- 將數據保存到數據,待系統空閒時再進行處理
- 將數據用日誌進行記錄,後由人工處理
現在我們回到剛開始的問題就很好回答了:
線程池corePoolSize=5,線程初始化時不會自動創建線程,所以當有4個任務同時進來時,執行execute方法會新建【4】條線程來執行任務;
前面的4個任務都沒完成,現在又進來2個隊列,會新建【1】條線程來執行任務,這時poolSize=corePoolSize,還剩下1個任務,線程池會將剩下這個任務塞進阻塞隊列中,等待空閒線程執行;
如果前面6個任務還是沒有處理完,這時又同時進來了5個任務,此時還沒有空閒線程來執行新來的任務,所以線程池繼續將這5個任務塞進阻塞隊列,但發現阻塞隊列已經滿了,核心線程也用完了,還剩下1個任務不知道如何是好,於是線程池只能創建【1】條“臨時”線程來執行這個任務了;
這裏創建的線程用“臨時”來描述還是因爲它們不會長期存在於線程池,它們的存活時間爲keepAliveTime,此後線程池會維持最少corePoolSize數量的線程。
爲什麼不建議使用Executors創建線程池?
JDK爲我們提供了Executors線程池工具類,裏面有默認的線程池創建策略,大概有以下幾種:
- FixedThreadPool:線程池線程數量固定,即corePoolSize和maximumPoolSize數量一樣。
- SingleThreadPool:單個線程的線程池。
- CachedThreadPool:初始核心線程數量爲0,最大線程數量爲Integer.MAX_VALUE,線程空閒時存活時間爲60秒,並且它的阻塞隊列爲SynchronousQueue,它的初始長度爲0,這會導致任務每次進來都會創建線程來執行,在線程空閒時,存活時間到了又會釋放線程資源。
- ScheduledThreadPool:創建一個定長的線程池,而且支持定時的以及週期性的任務執行,類似於Timer。
用Executors工具類雖然很方便,我依然不推薦大家使用以上默認的線程池創建策略,阿里巴巴開發手冊也是強制不允許使用Executors來創建線程池,我們從JDK源碼中尋找一波答案:
java.util.concurrent.Executors:
// FixedThreadPool
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
// SingleThreadPool
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
// CachedThreadPool
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
// 允許創建線程數爲Integer.MAX_VALUE
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
// ScheduledThreadPool
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
// 允許創建線程數爲Integer.MAX_VALUE
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
public LinkedBlockingQueue() {
// 允許隊列長度最大爲Integer.MAX_VALUE
this(Integer.MAX_VALUE);
}
從JDK源碼可看出,Executors工具類無非是把一些特定參數進行了封裝,並提供一些方法供我們調用而已,我們並不能靈活地填寫參數,策略過於簡單,不夠友好。
CachedThreadPool和ScheduledThreadPool最大線程數爲Integer.MAX_VALUE,如果線程無限地創建,會造成OOM異常。
LinkedBlockingQueue基於鏈表的FIFO隊列,是無界的,默認大小是Integer.MAX_VALUE,因此FixedThreadPool和SingleThreadPool的阻塞隊列長度爲Integer.MAX_VALUE,如果此時隊列被無限地堆積任務,會造成OOM異常。