[轉帖]JUC內置線程池

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ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor是最基礎的線程池類：

12345678	public ThreadPoolExecutor( int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler)

• corePoolSize 核心線程數目 (最多保留的線程數)
• maximumPoolSize 最大線程數目
• keepAliveTime 生存時間 - 針對救急線程
• unit 時間單位 - 針對救急線程
• workQueue 阻塞隊列
• threadFactory 線程工廠 - 可以爲線程創建時起個好名字
• handler 拒絕策略

工作原理

1. 線程池中剛開始沒有線程，當一個任務提交給線程池後，線程池會創建一個新線程來執行任務。
2. 當線程數達到 corePoolSize 並沒有線程空閒，這時再加入任務，新加的任務會被加入workQueue 隊列排隊，直到有空閒的線程。
3. 如果隊列選擇了有界隊列，那麼任務超過了隊列大小時，會創建maximumPoolSize - corePoolSize數目的線程來救急。
4. 如果線程到達maximumPoolSize仍然有新任務這時會執行拒絕策略。拒絕策略 jdk 提供了 4 種實現，其它著名框架也提供了實現：
   • AbortPolicy：讓調用者拋出RejectedExecutionException異常，這是默認策略；
   • CallerRunsPolicy：讓調用者運行任務；
   • DiscardPolicy：放棄本次任務；
   • DiscardOldestPolicy：放棄隊列中最早的任務，本任務取而代之；
   • Dubbo的實現，在拋出 RejectedExecutionException 異常之前會記錄日誌，並 dump 線程棧信息，方便定位問題；
   • Netty的實現，是創建一個新線程來執行任務；
   • ActiveMQ的實現，帶超時等待（60s）嘗試放入隊列，類似我們之前自定義的拒絕策略；
   • PinPoint的實現，它使用了一個拒絕策略鏈，會逐一嘗試策略鏈中每種拒絕策略；
5. 當高峯過去後，超過corePoolSize的救急線程如果一段時間沒有任務做，需要結束節省資源，這個時間由keepAliveTime和 unit來控制。

newFixedThreadPool

123	public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());}

特點

• 核心線程數 == 最大線程數（沒有救急線程被創建），因此也無需超時時間；
• 阻塞隊列是無界的，可以放任意數量的任務。

評價

適用於任務量已知，相對耗時的任務。

newCachedThreadPool

123	public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,60L, TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<Runnable>());}

特點

• 核心線程數是0， 最大線程數是Integer.MAX_VALUE，救急線程的空閒生存時間是60s，意味着：
  • 全部都是救急線程（60s 後可以回收）；
  • 救急線程可以無限創建；
• 隊列採用了SynchronousQueue實現特點是，它沒有容量，沒有線程來取是放不進去的（一手交錢、一手交貨）。

評價

整個線程池表現爲線程數會根據任務量不斷增長，沒有上限，當任務執行完畢，空閒 1分鐘後釋放線程。 適合任務數比較密集，但每個任務執行時間較短的情況。

newSingleThreadExecutor

123	public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));}

使用場景： 希望多個任務排隊執行。線程數固定爲 1，任務數多於 1 時，會放入無界隊列排隊。任務執行完畢，這唯一的線程也不會被釋放。 區別：

• 自己創建一個單線程串行執行任務，如果任務執行失敗而終止那麼沒有任何補救措施，而線程池還會新建一個線程，保證池的正常工作；
• Executors.newSingleThreadExecutor()線程個數始終爲1，不能修改；
  • FinalizableDelegatedExecutorService應用的是裝飾器模式，只對外暴露了ExecutorService接口，因此不能調用 ThreadPoolExecutor中特有的方法。
• Executors.newFixedThreadPool(1)初始時爲1，以後還可以修改；
  • 對外暴露的是ThreadPoolExecutor對象，可以強轉後調用setCorePoolSize等方法進行修改。

newScheduledThreadPool

newScheduledThreadPool屬於任務調度線程池：

12345678910	ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(2);// 添加兩個任務，希望它們都在 1s 後執行executor.schedule(() -> { System.out.println("任務1，執行時間：" + new Date()); try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { }}, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);executor.schedule(() -> { System.out.println("任務2，執行時間：" + new Date());}, 1000, TimeUnit.MILLIS);

任務1並不會影響任務2的開始執行時間。

scheduleAtFixedRate

123456	ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(1);log.debug("start...");pool.scheduleAtFixedRate(() -> { log.debug("running..."); sleep(2);}, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);

任務執行時間超過了間隔時間，間隔時間增大爲任務時間。 輸出分析：一開始，延時 1s，接下來，由於任務執行時間大於間隔時間，間隔被『撐』到了2s。

12345	21:44:30.311 c.TestTimer [main] - start...21:44:31.360 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running...21:44:33.361 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running...21:44:35.362 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running...21:44:37.362 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running...

scheduleWithFixedDelay

123456	ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(1);log.debug("start...");pool.scheduleWithFixedDelay(()-> { log.debug("running..."); sleep(2);}, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);

任務執行時間超過了間隔時間，間隔時間增大爲任務時間加上間隔時間。 輸出分析：一開始，延時 1s，之後任務時間2秒加上固定間隔時間1秒，所以間隔都是 3s。

12345	21:40:55.078 c.TestTimer [main] - start...21:40:56.140 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running...21:40:59.143 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running...21:41:02.145 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running...21:41:05.147 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running...

線程池提交任務

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// 執行任務void execute(Runnable command);// 提交任務 task，用返回值 Future 獲得任務執行結果<T> Future<T> submit(Callable<T> task);// 提交 tasks 中所有任務<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks) throws InterruptedException;// 提交 tasks 中所有任務，帶超時時間<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;// 提交 tasks 中所有任務，哪個任務先成功執行完畢，返回此任務執行結果，其它任務取消<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks) throws InterruptedException, ExecutionException;// 提交 tasks 中所有任務，哪個任務先成功執行完畢，返回此任務執行結果，其它任務取消，帶超時時間<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;

關閉線程池

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/*線程池狀態變爲 SHUTDOWN- 不會接收新任務- 但已提交任務會執行完- 此方法不會阻塞調用線程的執行*/void shutdown();/*線程池狀態變爲 STOP- 不會接收新任務- 會將隊列中的任務返回- 並用 interrupt 的方式中斷正在執行的任務*/List<Runnable> shutdownNow();// 不在 RUNNING 狀態的線程池，此方法就返回 trueboolean isShutdown();// 線程池狀態是否是 TERMINATEDboolean isTerminated();// 調用 shutdown 後，由於調用線程並不會等待所有任務運行結束，因此如果它想在線程池 TERMINATED 後做些事情，可以利用此方法等待boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

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原始發表：2022-01-29，如有侵權請聯繫 [email protected] 刪除