Java 并发框架中的线程池 thread pool 为啥不是直接创建 maximumPoolSize 个线程之后,再把任务丢到队列中?

在开发过程中,合理使用线程池,可以有以下好处。

1,降低资源消耗;提高线程到重发利用率,降低创建和销毁线程的消耗。

2,提高响应速度;任务来了,直接有线程可用可执行,而不是先创建线程,再执行。

3,提高线程的可管理性;线程是稀缺资源,使用线程池可以统一分配调优监控。

在使用Java的线程池的时候,都是使用同一个底层方法来创建线程的

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

下面解释下一下构造器中各个参数的含义:

  • corePoolSize:核心池的大小。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;
  • maximumPoolSize:线程池最大线程数,这个参数也是一个非常重要的参数,它表示在线程池中最多能创建多少个线程;
  • keepAliveTime:表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。默认情况下,只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时,keepAliveTime才会起作用,直到线程池中的线程数不大于corePoolSize,即当线程池中的线程数大于corePoolSize时,如果一个线程空闲的时间达到keepAliveTime,则会终止,直到线程池中的线程数不超过corePoolSize。但是如果调用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法,在线程池中的线程数不大于corePoolSize时,keepAliveTime参数也会起作用,直到线程池中的线程数为0;
  • unit:参数keepAliveTime的时间单位,有7种取值,不列了。
  • 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;

  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 

ThreadPoolExecutor.execute()分四种情况

1),若当前运行的线程小于corePoolSize,则创建新线程执行任务。(执行此步骤要获取全局锁)

2),若运行线程数>=corePoolSize,则将任务入队列。

3),若无法入队列(满来),则创建新线程执行任务。(执行此步骤要获取全局锁)

4),若创建新线程使得当前运行线程数>maximumPoolSize,任务将拒绝。

问题来了:为啥不直接创建线程,一直到线程数>=maximumPoolSize的时候,再将任务入到队列,等待执行呢?

在看别人的文章说明的时候,我也真有这么个问题,为啥不呢?

下面是自己说服自己的理由。

1),首先,上面说了,在创建新线程的时候,是要获取全局锁的,这个时候其它的就得阻塞,影响了整体效率。

2),上面的原理还说,大于corePoolSize的线程在没工作的时候,超时是会被销毁的。

这么不好理解的话,举个例子。

就好比一个国企里面有10个(core)正式工的名额,最多招10个正式工,要是任务超过正式工人数(task > core)的情况下,工厂领导(线程池)不是首先扩招工人,还是这10人,但是任务可以稍微积压一下,即先放到队列去(代价低)。10个正式工慢慢干,迟早会干完的,要是任务还在继续增加,超过正式工的加班忍耐极限了(队列满了),就的招临时工帮忙了(注意是临时工)要是正式工加上临时工还是不能完成任务,那新来的任务就会被领导拒绝了(线程池的拒绝策略)。

为啥老板不上来直接招正式工?

首先,招人(new thread)是不是得走流程,办手续,耗时耗力;

其次,要是任务量降低了,养多出来的几个人没活干成本高(维护更多的线程的成本);

最后,要辞退临时工也得各种走流程,各种赔偿,得不偿失。(超时清掉产能过剩的线程的成本)。

正式工(线程)相对于计算机世界,是稀缺资源。国企的铁饭碗可不就是稀缺资源嘛,不到不得已,是不能泛滥的。

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