我要评论一、引言
池的概念大家并不陌生，数据库连接池、线程池等...大体来说，有三个优点：
- 降低资源消耗。
- 提高响应速度。
- 便于统一管理。
以上是 “池化” 技术的相同特点，至于他们之间的不同点这里不讲，两者都是为了提高性能和效率，抛开实际做连连看找不同，没有意义。
同样，类比于线程池来说：
- 降低资源消耗：
重复利用线程池中已经创建的线程，相比之下省去了线程创建和销毁的性能消耗。
- 提高响应速度：
当有任务创建时，不必等待线程创建，可以立即执行。
- 便于统一管理：
使用线程池，可以对线程统一管理，对线程的执行状态做统一监控。
二、线程池的使用
public threadpoolexecutor(int corepoolsize,
int maximumpoolsize,
long keepalivetime,
timeunit unit,
blockingqueue<runnable> workqueue,
threadfactory threadfactory,
rejectedexecutionhandler handler);
1、关键参数
- corepoolsize 核心线程数
当向线程池中提交一个任务时，如果线程池中的线程数量小于核心线程数，即使存在空闲线程，也会新建一个线程来执行当前任务，直到线程数量大于或等于核心线程数。
- maximunpoolsize 最大线程数
当任务队列满了，线程池中的线程数量小于最大线程数时，创建新线程执行任务。对于无界队列，忽略该参数。
- keepalivetime 线程存活时间
大于核心线程数的那一部分线程的存活时间，如果这部分线程空闲超过这段时间，则进行销毁。
- workqueue 任务队列
线程池中的线程数大于核心线程数时，将任务放入此队列等待执行。
- threadfactory 线程工厂
用于创建线程，工厂使用 new threa() 的方式创建线程，并为每个线程做统一规则的命名：pool-m-thread-n（m为线程池的编号，n为线程池内的线程编号）。
- handler 饱和策略
当线程池和队列都满了，则根据此策略处理任务。
2、任务队列类型
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| arrayblockingqueue | 基于数组结构的有界阻塞队列，此队列按 fifo（先进先出）原则对元素进行排序。 |
| linkedblockingqueue | 基于链表结构的阻塞队列，此队列按 fifo （先进先出） 排序元素，吞吐量通常要高于 arrayblockingqueue。executors.newfixedthreadpool( ) 使用了这个队列。 |
| synchronousqueue | 不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于 linkedblockingqueue，静态工厂方法 executors.newcachedthreadpool( ) 使用了这个队列。 |
| priorityblockingqueue | 具有优先级的无限阻塞队列。 |
3、饱和策略类型
| 策略名称 | 特性 |
|---|---|
| abortpolicy | 默认的饱和策略，直接抛出 rejectedexecutionexception 异常 |
| discardpolicy | 不处理，直接丢弃任务 |
| callerrunspolicy | 使用调用者的线程执行任务 |
| discardoldestpolicy | 丢弃队列里最近的一个任务，执行当前任务 |
同时，还可以自行实现 rejectedexecutionhandler 接口来自定义饱和策略，比如记录日志、持久化等等。
void execute(runnable command)
threadfactory namedthreadfactory =
new threadfactorybuilder().setnameformat("demo-pool-%d").build();
executorservice executor =
new threadpoolexecutor(
10,
1000,
60l,
timeunit.seconds,
new linkedblockingqueue<>(10),
namedthreadfactory,
new threadpoolexecutor.abortpolicy());
executor.execute(
() -> {
system.out.println(1111);
});
注意使用 execute 方法提交任务时，没有返回值。
future<?> submit(runnable task)
future<integer> future = executor.submit(() -> {
return 1 + 1;
});
integer result = future.get();
还可以使用 submit 方法提交任务，该方法返回一个 future 对象，通过 future#get( ) 方法可以获得任务的返回值，该方法会一直阻塞知道任务执行完毕。还可以使用 future#get(long timeout, timeunit unit) 方法，该方法会阻塞一段时间后立即返回，而这时任务可能没有执行完毕。
5、关闭线程池
threadpoolexecutor 提供了 shutdown( ) 和 shutdownnow( ) 两个方法关闭线程池。原理是首先遍历线程池的工作线程，依次调用 interrupt( ) 方法中断线程，这样看来如果无法响应中断的任务就不能终止。
两者区别是：
shutdownnow( )
shutdown( )
如果调用了其中一种方法，isshutdown 方法就会返回 true。当所有的任务都已关闭后, 才表示线程池关闭成功，这时调用 isterminaed 方法会返回 true。实际应用中可以根据任务是否 一定要执行完毕 的特性，决定使用哪种方法关闭线程池。
6、合理的配置线程池
通常我们可以 根据 cpu 核心数量来设计线程池数量 。
可以通过 runtime.getruntime().availableprocessors() 方法获得当前设备的物理核心数量。值得注意的是，如果应用运行在一些 docker 或虚拟机容器上时，该方法取得的是当前物理机的 cpu 核心数。
- io 密集型 2ncpu
- 计算密集型 ncpu+1
其中 n 为 cpu 核心数量。
为什么加 1：即使当计算密集型的线程偶尔由于缺失故障或者其他原因而暂停时，这个额外的线程也能确保 cpu 的时钟周期不会被浪费。
三、线程池的运行过程
当提交一个新任务时，线程池的处理步骤：
- 判断当前线程池内的线程数量是否小于核心线程数，如果小于则新建线程执行任务。否则，进入下个阶段。
- 判断队列是否已满，如果没满，则将任务加入等待队列。否则，进入下个阶段。
- 在上面基础上判断是否大于最大线程数，如果是根据响应的策略处理。否则，新建线程执行当前任务。
线程池的源码比较简单易懂，感兴趣的小伙伴可以自行查看 java.util.concurrent.threadpoolexecutor ，在线程池中每个任务都被包装为一个一个的 worker ，下面简单看下 worker 的 run( ) 方法：
try {
while (task != null || (task = gettask()) != null) {
w.lock();
// if pool is stopping, ensure thread is interrupted;
// if not, ensure thread is not interrupted. this
// requires a recheck in second case to deal with
// shutdownnow race while clearing interrupt
if ((runstateatleast(ctl.get(), stop) ||
(thread.interrupted() &&
runstateatleast(ctl.get(), stop))) &&
!wt.isinterrupted())
wt.interrupt();
try {
beforeexecute(wt, task);
throwable thrown = null;
try {
task.run();
} catch (runtimeexception x) {
thrown = x; throw x;
} catch (error x) {
thrown = x; throw x;
} catch (throwable x) {
thrown = x; throw new error(x);
} finally {
afterexecute(task, thrown);
}
} finally {
task = null;
w.completedtasks++;
w.unlock();
}
}
completedabruptly = false;
} finally {
processworkerexit(w, completedabruptly);
}
可以看到不断的循环取出 task 并执行，而在任务的执行前后，有 beforeexecute 和 afterexecute 方法，我们可以实现两个方法实现一些监控逻辑。除此之外还可以集合线程池的一些属性或者重写 terminated() 方法在线程池关闭时进行监控。
四、常见的几种线程池实现
在 executors 中提供了集中常见的线程池，分别应用在不同的场景。
- fixthreadpool 固定数量的线程池，适用于对线程管理，高负载的系统
- singlethreadpool 只有一个线程的线程池，适用于保证任务顺序执行
- cachethreadpool 创建一个不限制线程数量的线程池，适用于执行短期异步任务的小程序，低负载系统
- scheduledthreadpool 定时任务使用的线程池，适用于定时任务
上面几种线程池的特性主要依赖于 threadpoolexecutor 的几个参数来实现，不同的核心线程数量，以及不同类型的阻塞队列，同时我们还可以自行实现自己的线程池满足业务需求。
值得注意的是，并不推荐使用 executors 创建线程池，详见下：
executors.newfixedthreadpool(int nthread)
public static executorservice newfixedthreadpool(int nthreads) {
return new threadpoolexecutor(nthreads, nthreads,
0l, timeunit.milliseconds,
new linkedblockingqueue<runnable>());
}
继续来看 linkedblockingqueue ：
public linkedblockingqueue() {
this(integer.max_value);
}
public linkedblockingqueue(int capacity) {
if (capacity <= 0) throw new illegalargumentexception();
this.capacity = capacity;
last = head = new node<e>(null);
}
可以看到使用 linkedblockingqueue 创建的是 integer.max_value 大小的队列，会堆积大量的请求，从而造成 oom
executors.newsinglethreadexexutor( )
public static executorservice newsinglethreadexecutor() {
return new finalizabledelegatedexecutorservice
(new threadpoolexecutor(1, 1,
0l, timeunit.milliseconds,
new linkedblockingqueue<runnable>()));
}
同样，使用的 linkedblockingqueue ，一样的情况
executors.newcachedthreadpool( )
public static executorservice newcachedthreadpool() {
return new threadpoolexecutor(0, integer.max_value,
60l, timeunit.seconds,
new synchronousqueue<runnable>());
}
代码课件线程池使用的最大线程数是 integer.max_value ，可能会创建大量线程，导致 oom
executors.newschedulethreadpool()
public static scheduledexecutorservice newscheduledthreadpool(int corepoolsize) {
return new scheduledthreadpoolexecutor(corepoolsize);
}
public scheduledthreadpoolexecutor(int corepoolsize) {
super(corepoolsize, integer.max_value, 0, nanoseconds,
new delayedworkqueue());
}
和上面是一样的问题，最大线程数是 integer.max_value
所以原则上来说禁止使用 executors 创建线程池， 而使用 threadpoolexecutor 的构造函数来创建线程池。
五、结语
线程池在开发中还是比较常见的，结合不同的业务场景，结合最佳实践配置正确的参数，可以帮助我们的应用性能得到提升。
以上就是谈谈java 线程池的详细内容，更多关于java 线程池的资料请关注移动技术网其它相关文章！
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