一、引言

池的概念大家并不陌生，數(shù)據(jù)庫連接池、線程池等...大體來說，有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

降低資源消耗。 提高響應(yīng)速度。 便于統(tǒng)一管理。

以上是 “池化” 技術(shù)的相同特點(diǎn)，至于他們之間的不同點(diǎn)這里不講，兩者都是為了提高性能和效率，拋開實(shí)際做連連看找不同，沒有意義。

同樣，類比于線程池來說：

降低資源消耗：

重復(fù)利用線程池中已經(jīng)創(chuàng)建的線程，相比之下省去了線程創(chuàng)建和銷毀的性能消耗。

提高響應(yīng)速度：

當(dāng)有任務(wù)創(chuàng)建時(shí)，不必等待線程創(chuàng)建，可以立即執(zhí)行。

便于統(tǒng)一管理：

使用線程池，可以對線程統(tǒng)一管理，對線程的執(zhí)行狀態(tài)做統(tǒng)一監(jiān)控。

二、線程池的使用

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

1、關(guān)鍵參數(shù)

corePoolSize 核心線程數(shù)

當(dāng)向線程池中提交一個(gè)任務(wù)時(shí)，如果線程池中的線程數(shù)量小于核心線程數(shù)，即使存在空閑線程，也會新建一個(gè)線程來執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)，直到線程數(shù)量大于或等于核心線程數(shù)。

maximunPoolSize 最大線程數(shù)

當(dāng)任務(wù)隊(duì)列滿了，線程池中的線程數(shù)量小于最大線程數(shù)時(shí)，創(chuàng)建新線程執(zhí)行任務(wù)。對于無界隊(duì)列，忽略該參數(shù)。

keepAliveTime 線程存活時(shí)間

大于核心線程數(shù)的那一部分線程的存活時(shí)間，如果這部分線程空閑超過這段時(shí)間，則進(jìn)行銷毀。

workqueue 任務(wù)隊(duì)列

線程池中的線程數(shù)大于核心線程數(shù)時(shí)，將任務(wù)放入此隊(duì)列等待執(zhí)行。

threadFactory 線程工廠

用于創(chuàng)建線程，工廠使用 new Threa() 的方式創(chuàng)建線程，并為每個(gè)線程做統(tǒng)一規(guī)則的命名：pool-m-thread-n（m為線程池的編號，n為線程池內(nèi)的線程編號）。

handler 飽和策略

當(dāng)線程池和隊(duì)列都滿了，則根據(jù)此策略處理任務(wù)。

2、任務(wù)隊(duì)列類型

名稱 描述 ArrayBlockingQueue 基于數(shù)組結(jié)構(gòu)的有界阻塞隊(duì)列，此隊(duì)列按 FIFO（先進(jìn)先出）原則對元素進(jìn)行排序。 LinkedBlockingQueue 基于鏈表結(jié)構(gòu)的阻塞隊(duì)列，此隊(duì)列按 FIFO （先進(jìn)先出） 排序元素，吞吐量通常要高于 ArrayBlockingQueue。Executors.newFixedThreadPool( ) 使用了這個(gè)隊(duì)列。 SynchronousQueue 不存儲元素的阻塞隊(duì)列。每個(gè)插入操作必須等到另一個(gè)線程調(diào)用移除操作，否則插入操作一直處于阻塞狀態(tài)，吞吐量通常要高于 LinkedBlockingQueue，靜態(tài)工廠方法 Executors.newCachedThreadPool( ) 使用了這個(gè)隊(duì)列。 PriorityBlockingQueue 具有優(yōu)先級的無限阻塞隊(duì)列。

3、飽和策略類型

策略名稱 特性 AbortPolicy 默認(rèn)的飽和策略，直接拋出 RejectedExecutionException 異常 DiscardPolicy 不處理，直接丟棄任務(wù) CallerRunsPolicy 使用調(diào)用者的線程執(zhí)行任務(wù) DiscardOldestPolicy 丟棄隊(duì)列里最近的一個(gè)任務(wù)，執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)

同時(shí)，還可以自行實(shí)現(xiàn) RejectedExecutionHandler 接口來自定義飽和策略，比如記錄日志、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 方法提交任務(wù)時(shí)，沒有返回值。

Future<?> submit(Runnable task)

Future<Integer> future = executor.submit(() -> { return 1 + 1; });Integer result = future.get();

還可以使用 submit 方法提交任務(wù)，該方法返回一個(gè) Future 對象，通過 Future#get( ) 方法可以獲得任務(wù)的返回值，該方法會一直阻塞知道任務(wù)執(zhí)行完畢。還可以使用 Future#get(long timeout, TimeUnit unit) 方法，該方法會阻塞一段時(shí)間后立即返回，而這時(shí)任務(wù)可能沒有執(zhí)行完畢。

5、關(guān)閉線程池

ThreadPoolExecutor 提供了 shutdown( ) 和 shutdownNow( ) 兩個(gè)方法關(guān)閉線程池。原理是首先遍歷線程池的工作線程，依次調(diào)用 interrupt( ) 方法中斷線程，這樣看來如果無法響應(yīng)中斷的任務(wù)就不能終止。

兩者區(qū)別是：

shutdownNow( )shutdown( )

如果調(diào)用了其中一種方法，isShutdown 方法就會返回 true。當(dāng)所有的任務(wù)都已關(guān)閉后, 才表示線程池關(guān)閉成功，這時(shí)調(diào)用 isTerminaed 方法會返回 true。實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)任務(wù)是否 一定要執(zhí)行完畢 的特性，決定使用哪種方法關(guān)閉線程池。

6、合理的配置線程池

通常我們可以 根據(jù) CPU 核心數(shù)量來設(shè)計(jì)線程池?cái)?shù)量 。

可以通過 Runtime.getRuntime().availableProcessors() 方法獲得當(dāng)前設(shè)備的物理核心數(shù)量。值得注意的是，如果應(yīng)用運(yùn)行在一些 docker 或虛擬機(jī)容器上時(shí)，該方法取得的是當(dāng)前物理機(jī)的 CPU 核心數(shù)。

IO 密集型 2nCPU 計(jì)算密集型 nCPU+1

其中 n 為 CPU 核心數(shù)量。

為什么加 1：即使當(dāng)計(jì)算密集型的線程偶爾由于缺失故障或者其他原因而暫停時(shí)，這個(gè)額外的線程也能確保 CPU 的時(shí)鐘周期不會被浪費(fèi)。

三、線程池的運(yùn)行過程

當(dāng)提交一個(gè)新任務(wù)時(shí)，線程池的處理步驟：

判斷當(dāng)前線程池內(nèi)的線程數(shù)量是否小于核心線程數(shù)，如果小于則新建線程執(zhí)行任務(wù)。否則，進(jìn)入下個(gè)階段。 判斷隊(duì)列是否已滿，如果沒滿，則將任務(wù)加入等待隊(duì)列。否則，進(jìn)入下個(gè)階段。 在上面基礎(chǔ)上判斷是否大于最大線程數(shù)，如果是根據(jù)響應(yīng)的策略處理。否則，新建線程執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)。

線程池的源碼比較簡單易懂，感興趣的小伙伴可以自行查看 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor ，在線程池中每個(gè)任務(wù)都被包裝為一個(gè)一個(gè)的 Worker ，下面簡單看下 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 interruptif ((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); }

可以看到不斷的循環(huán)取出 Task 并執(zhí)行，而在任務(wù)的執(zhí)行前后，有 beforeExecute 和 afterExecute 方法，我們可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方法實(shí)現(xiàn)一些監(jiān)控邏輯。除此之外還可以集合線程池的一些屬性或者重寫 terminated() 方法在線程池關(guān)閉時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。

四、常見的幾種線程池實(shí)現(xiàn)

在 Executors 中提供了集中常見的線程池，分別應(yīng)用在不同的場景。

FixThreadPool 固定數(shù)量的線程池，適用于對線程管理，高負(fù)載的系統(tǒng) SingleThreadPool 只有一個(gè)線程的線程池，適用于保證任務(wù)順序執(zhí)行 CacheThreadPool 創(chuàng)建一個(gè)不限制線程數(shù)量的線程池，適用于執(zhí)行短期異步任務(wù)的小程序，低負(fù)載系統(tǒng) ScheduledThreadPool 定時(shí)任務(wù)使用的線程池，適用于定時(shí)任務(wù)

上面幾種線程池的特性主要依賴于 ThreadPoolExecutor 的幾個(gè)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)，不同的核心線程數(shù)量，以及不同類型的阻塞隊(duì)列，同時(shí)我們還可以自行實(shí)現(xiàn)自己的線程池滿足業(yè)務(wù)需求。

值得注意的是，并不推薦使用 Executors 創(chuàng)建線程池，詳見下：

Executors.newFixedThreadPool(int nThread)

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

繼續(xù)來看 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 創(chuàng)建的是 Integer.MAX_VALUE 大小的隊(duì)列，會堆積大量的請求，從而造成 OOM

Executors.newSingleThreadExexutor( )

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

同樣，使用的 LinkedBlockingQueue ，一樣的情況

Executors.newCachedThreadPool( )

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

代碼課件線程池使用的最大線程數(shù)是 Integer.MAX_VALUE ，可能會創(chuàng)建大量線程，導(dǎo)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());}

和上面是一樣的問題，最大線程數(shù)是 Integer.MAX_VALUE所以原則上來說禁止使用 Executors 創(chuàng)建線程池， 而使用 ThreadPoolExecutor 的構(gòu)造函數(shù)來創(chuàng)建線程池。

五、結(jié)語

線程池在開發(fā)中還是比較常見的，結(jié)合不同的業(yè)務(wù)場景，結(jié)合最佳實(shí)踐配置正確的參數(shù)，可以幫助我們的應(yīng)用性能得到提升。

以上就是談?wù)凧ava 線程池的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java 線程池的資料請關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章！