第九章-Java中的線程池
Java中的線程池
- 降低資源消耗
通過重複利用以創建的線程降低線程創建和銷燬造成的損耗
- 提高響應速度
當任務到達時，任務可以不要等到 ***線程創建***就能進行
- 提高線程的可管理性
可以統一調優、分配、監控
工作原理
==>任務到達線程池
if（線程數量 <= corePoolSize){
創建線程執行任務
} else if(任務隊列滿了 && 線程數量 < maximumPoolSize){
創建線程執行任務
} else {
按照執行策略執行
}
在創建線程時線程池都需要獲取全局鎖，所以爲了避免性能的損耗線程池一般會預熱，知道數量大於等於corePoolSize。
線程池的使用
線程池的創建
通過ThreadPoolExecutor創建
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
-
corePoolSize（核心線程池大小）：當提交一個任務到線程池時，線程池會創建一個線程來執行任務，即使其他空閒的基本線程能夠執行新任務也會創建線程，等到需要執行的任務數大於線程池基本大小時就不再創建。如果調用了線程池的prestartAllCoreThreads方法，線程池會提前創建並啓動所有基本線程。
-
maximumPoolSize（線程池最大大小）：線程池允許創建的最大線程數。如果隊列滿了，並且已創建的線程數小於最大線程數，則線程池會再創建新的線程執行任務。值得注意的是如果使用了無界的任務隊列這個參數就沒什麼效果。
-
ThreadFactory：用於設置創建線程的工廠。 默認使用Executors內部類DefaultThreadFactory，可以通過實現ThreadFactory接口，寫自己的Factory，通過線程工廠給每個創建出來的線程設置更有意義的名字，Debug和定位問題時非常又幫助；
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keepAliveTime（線程活動保持時間）：線程池的工作線程空閒後，保持存活的時間。所以如果任務很多，並且每個任務執行的時間比較短，可以調大這個時間，提高線程的利用率。
-
TimeUnit（線程活動保持時間的單位）：可選的單位有天（DAYS），小時（HOURS），分鐘（MINUTES），毫秒(MILLISECONDS)，微秒(MICROSECONDS, 千分之一毫秒)和毫微秒(NANOSECONDS, 千分之一微秒)。
-
workQueue（任務隊列）：用於保存等待執行的任務的阻塞隊列。可以選擇以下幾個阻塞隊列。
1.ArrayBlockingQueue：是一個基於數組結構的有界阻塞隊列，此隊列按 FIFO（先進先出）原則對元素進行排序。 2.LinkedBlockingQueue：一個基於鏈表結構的阻塞隊列，此隊列按FIFO （先進先出） 排序元素，吞吐量通常要高於ArrayBlockingQueue。靜態工廠方法Executors.newFixedThreadPool()使用了這個隊列。 3.SynchronousQueue：一個不存儲元素的阻塞隊列。每個插入操作必須等到另一個線程調用移除操作，否則插入操作一直處於阻塞狀態，吞吐量通常要高於LinkedBlockingQueue，靜態工廠方法Executors.newCachedThreadPool使用了這個隊列。 4.PriorityBlockingQueue：一個具有優先級得無限阻塞隊列。 -
RejectedExecutionHandler（飽和策略）：當隊列和線程池都滿了，說明線程池處於飽和狀態，那麼必須採取一種策略處理提交的新任務。
這個策略默認情況下是AbortPolicy，表示無法處理新任務時拋出異常。以下是提供的四種策略。 1.AbortPolicy：直接拋出異常。默認策略 2.CallerRunsPolicy：只用調用者所在線程來運行任務。 3.DiscardOldestPolicy：丟棄隊列裏最近的一個任務，並執行當前任務。 4.DiscardPolicy：不處理，丟棄掉。 當然也可以根據應用場景需要來實現RejectedExecutionHandler接口自定義策略。如記錄日誌或持久化不能處理的任務。
生成大小固定的線程池：
new ThreadPoolExecutor(10, 10, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
ThreadPoolExecutor 裏採用等任務隊列是 LinkedBlockingQueue。由上節我們知道 LinkedBlockingQueue是一個無界隊列，所以任務永遠不會出現滿等狀態，所以可以無限的添加任務知道內存溢出。
如果我們無界隊列換成有界隊列呢
如 緩存線程池，它的實現:
new ThreadPoolExecutor(0,Integer.MAX_VALUE,60L, TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<Runnable>());
這時按照上面的原理，當任務隊列滿的時候，線程池將會無限的創建線程，知道棧溢出。也就是說在創建上面的線程池時 參數corePoolSize是無效的。
合理的配置線程池
- CPU密集型
- N（cpu） + 1 個線程
- IO密集型
- 2 * N（cpu）
- 如果是混合型的話可以將其拆分執行
N（cpu） = Runtime.getRuntime().availableProcessors();//獲得CPU個數
建議使用有界隊列避免溢出
線程池的監控
- taskCount 線程池所需要執行的任務數量
- completedTaskCount 線程池在運行過程中已完成的任務數量（小於等於taskCount）
- largestPoolSize 線程池裏曾創建過的最大線程數量
- getPoolSize 線程池的線程數量
- getActiveCount 獲取活動的線程數
如何監控？
通過繼承線程池在自定義線程池，重寫線程池的方法進行監控
- beforeExecute()任務執行前
- afterExecute() 任務執行後
- terminated() 線程池關閉前