ThreadPool執(zhí)行緒池

• 1.執(zhí)行緒池的優(yōu)點(diǎn)
• ##1.1.引言
  • 1.2.為什麼要使用執(zhí)行緒池
2.執(zhí)行緒池的使用
• 2.1.架構(gòu)說(shuō)明
  #2.2.執(zhí)行緒池的三大方法
  • 2.2.1.newFixedThreadPool(int)方法
    • 2.2.2.newSingleThreadExector
    • # 2.2.3.newCachedThreadPool
#3.ThreadPoolExecutor底層原理
• 4.執(zhí)行緒池7大重要參數(shù)

#（相關(guān)免費(fèi)學(xué)習(xí)推薦：

java基礎(chǔ)教學(xué)）

1.線程池的優(yōu)點(diǎn)

1.1.引言

與資料庫(kù)執(zhí)行緒池類似，如果沒有資料庫(kù)連線池，那麼每次對(duì)資料庫(kù)的連線池都要new來(lái)取得連線池。重複的連線和釋放作業(yè)會(huì)消耗大量的系統(tǒng)資源，我們可以使用資料庫(kù)連線池，直接去池中取連結(jié)池。

同樣，在沒有線程池之前，我們也是透過(guò)new Thread.start()來(lái)取得線程，現(xiàn)在我們也不需要new了，這樣就能實(shí)現(xiàn)復(fù)用，使得我們系統(tǒng)變得更有效率。

1.2.為什麼要使用線程池

範(fàn)例：

10年前單核心CPU電腦，假的多線程，像馬戲團(tuán)小丑玩多個(gè)球，CPU需要來(lái)回切換。
• 現(xiàn)在是多核心電腦，多個(gè)執(zhí)行緒各自跑在獨(dú)立的CPU上，不用切換效率高。

執(zhí)行緒池的優(yōu)點(diǎn)：

執(zhí)行緒池所做的工作只要是控制執(zhí)行的執(zhí)行緒數(shù)量，處理過(guò)程中將任務(wù)放入佇列，然後在執(zhí)行緒建立後啟動(dòng)這些任務(wù)，如果執(zhí)行緒數(shù)量超過(guò)了最大數(shù)量，超出數(shù)量的執(zhí)行緒排隊(duì)等候，等其他執(zhí)行緒執(zhí)行完畢，再?gòu)膩辛兄腥〕鋈蝿?wù)來(lái)執(zhí)行。

它的主要特點(diǎn)是：

• 執(zhí)行緒複用
• 控制最大並發(fā)數(shù)字
• 管理執(zhí)行緒

優(yōu)點(diǎn)：

• #第一：降低資源消耗。透過(guò)重複利用已建立的執(zhí)行緒來(lái)降低執(zhí)行緒建立和銷毀造成的銷耗。
• 第二：提高反應(yīng)速度。當(dāng)任務(wù)到達(dá)時(shí)，任務(wù)可以不需要等待執(zhí)行緒建立就能立即執(zhí)行。
• 第三：提高執(zhí)行緒的可管理性。執(zhí)行緒是稀缺資源，如果無(wú)限制的創(chuàng)建，不僅會(huì)銷耗系統(tǒng)資源，還會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使用執(zhí)行緒池可以進(jìn)行統(tǒng)一的分配，調(diào)優(yōu)和監(jiān)控。

2.執(zhí)行緒池的使用

#2.1.架構(gòu)說(shuō)明

Executor框架是什麼？

Java Doc中是這麼描述的

An object that executes submitted Runnable tasks. This interface provides a way of decoupling task submission from the mechanics of how each task will be run, including details of thread use, scheduling, etc. An Executor is normally used instead of explicitly creating threads.

#執(zhí)行提交的Runnable任務(wù)的物件。這個(gè)介面提供了一種將任務(wù)提交與如何運(yùn)行每個(gè)任務(wù)的機(jī)制，包括執(zhí)行緒的詳細(xì)資訊使用、調(diào)度等。通常使用Executor而不是明確地建立線程。

Java中的執(zhí)行緒池是透過(guò)Executor框架實(shí)現(xiàn)的，，該框架中用到了Executor，Executors，ExecutorService，ThreadPoolExecutor這幾個(gè)類別。

而我們常用的介面是ExecutorService子介面，Executors是線程的工具類別(類似陣列的工具類別Arrays,集合的工具類別Collections)。 ThreadPoolExecutor是這些類別的重點(diǎn)。 我們可以透過(guò)輔助工具類別Executors拿到ThreadPoolExecutor執(zhí)行緒池
各個(gè)類別更詳細(xì)的介紹如下：

Executor所有執(zhí)行緒池的接口,只有一個(gè)方法,該介面定義執(zhí)行Runnable任務(wù)的方式
ExecutorService 增加Executor的行為,是Executor實(shí)作類別的最直接的介面,該介面定義提供對(duì)Executor的服務(wù)
#Executors 線程池工廠類別,提供了一系列工廠方法用於創(chuàng)建線程池,返回的線程池都實(shí)現(xiàn)了 ScheduledExecutorService:定時(shí)調(diào)度介面。
AbstractExecutorService 執(zhí)行框架抽象類別。

ThreadPoolExecutor JDK中線程池的具體實(shí)作,一般用的各種線程池都是基於這個(gè)類別實(shí)現(xiàn)的

2.2.線程池的三大方法

2.2.1.newFixedThreadPool(int)方法

Exectors.newFixedThreadPool(int) -->

執(zhí)行長(zhǎng)期任務(wù)效能好，建立一個(gè)線程池，一池有N個(gè)固定的線程，有固定線程數(shù)的線程#

	public?static?void?main(String[]?args)?{
		//一池5個(gè)受理線程，類似一個(gè)銀行5個(gè)受理窗口。不管你現(xiàn)在多少個(gè)線程，都只有5個(gè)
		ExecutorService?threadPool=Executors.newFixedThreadPool(5);?
		
		try?{
			//模擬有10個(gè)顧客過(guò)來(lái)銀行辦理業(yè)務(wù)，目前池子里面有5個(gè)工作人員提供服務(wù)。
			for(int?i=1;i{
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t?辦理業(yè)務(wù)");
				});
			}
		}?catch?(Exception?e)?{
			//?TODO:?handle?exception
		}finally{
			threadPool.shutdown();
		}	
	}

可以看到執(zhí)行結(jié)果。池子中有5個(gè)線程，相當(dāng)於5個(gè)工作人員對(duì)外提供服務(wù)，辦理業(yè)務(wù)。圖中1號(hào)窗口辦理了兩次業(yè)務(wù)，銀行的受理窗口可以多次重複使用。也不一定是每個(gè)人辦理兩次，而是誰(shuí)辦理的快誰(shuí)就辦理的多。

當(dāng)我們?cè)賵?zhí)行緒執(zhí)行的過(guò)程中加400ms的延遲，可以看看效果

public?static?void?main(String[]?args)?{
		//一池5個(gè)受理線程，類似一個(gè)銀行5個(gè)受理窗口。不管你現(xiàn)在多少個(gè)線程，都只有5個(gè)
		ExecutorService?threadPool=Executors.newFixedThreadPool(5);?
		
		try?{
			//模擬有10個(gè)顧客過(guò)來(lái)銀行辦理業(yè)務(wù)，目前池子里面有5個(gè)工作人員提供服務(wù)。
			for(int?i=1;i{
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t?辦理業(yè)務(wù)");
				});
				try?{
					TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(400);
				}?catch?(Exception?e)?{
					//?TODO:?handle?exception
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}?catch?(Exception?e)?{
			//?TODO:?handle?exception
		}finally{
			threadPool.shutdown();
		}	
	}

此時(shí)說(shuō)明網(wǎng)路擁塞的情況下或是辦理業(yè)務(wù)比較慢，則執(zhí)行緒池辦理業(yè)務(wù)任務(wù)分配情況比較平均。

2.2.2.newSingleThreadExector

Exectors.newSingleThreadExector()–>一個(gè)任務(wù)一個(gè)任務(wù)的執(zhí)行，一池一執(zhí)行緒

public?static?void?main(String[]?args)?{
	//一池一個(gè)工作線程，類似一個(gè)銀行有1個(gè)受理窗口
	ExecutorService?threadPool=Executors.newSingleThreadExecutor();?	
	try?{
		//模擬有10個(gè)顧客過(guò)來(lái)銀行辦理業(yè)務(wù)
		for(int?i=1;i{
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t?辦理業(yè)務(wù)");
			});
		}
	}?catch?(Exception?e)?{
		//?TODO:?handle?exception
	}finally{
		threadPool.shutdown();
	}	}

2.2.3.newCachedThreadPool

Exectors.newCachedThreadPool()–>執(zhí)行許多短期非同步任務(wù)，執(zhí)行緒池根據(jù)需要建立新線程，但在先前建立的線程可用時(shí)將重複使用他們?？蓴U(kuò)容，遇強(qiáng)則強(qiáng)。一池n線程，可擴(kuò)容，可伸縮，cache緩存的意思
那麼池的數(shù)量應(yīng)該設(shè)置多少呢，如果銀行只有一個(gè)窗口，那麼當(dāng)人來(lái)得太多了，就忙不過(guò)來(lái)。如果銀行有很多個(gè)窗口，但是人來(lái)的少，此時(shí)又顯得浪費(fèi)資源。那麼該如何該合理安排呢？這就需要用到newCachedThreadPool()方法，可擴(kuò)容，可伸縮

public?static?void?main(String[]?args)?{
		//一池一個(gè)工作線程，類似一個(gè)銀行有n個(gè)受理窗口
		ExecutorService?threadPool=Executors.newCachedThreadPool();?	
		try?{
			//模擬有10個(gè)顧客過(guò)來(lái)銀行辦理業(yè)務(wù)
			for(int?i=1;i{
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t?辦理業(yè)務(wù)");
				});
			}
		}?catch?(Exception?e)?{
			//?TODO:?handle?exception
		}finally{
			threadPool.shutdown();
		}	
	}

public?static?void?main(String[]?args)?{
		//一池一個(gè)工作線程，類似一個(gè)銀行有n個(gè)受理窗口
		ExecutorService?threadPool=Executors.newCachedThreadPool();?	
		try?{
			//模擬有10個(gè)顧客過(guò)來(lái)銀行辦理業(yè)務(wù)
			for(int?i=1;i{
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t?辦理業(yè)務(wù)");
				});
			}
		}?catch?(Exception?e)?{
			//?TODO:?handle?exception
		}finally{
			threadPool.shutdown();
		}	
	}

#3.ThreadPoolExecutor底層原理

newFixedThreadPool底層原始碼

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

可以看到，底層的參數(shù)包含LinkedBlockingQueue阻塞佇列。

newSingleThreadExecutor底層原始碼

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

newCachedThreadPool底層原始碼

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

SynchronousQueue這個(gè)阻塞佇列是單一版阻塞佇列，阻塞佇列的容量為1.

這3個(gè)方法其實(shí)都共同回傳了一個(gè)對(duì)象，也就是ThreadPoolExecutor的物件。

4.線程池7大重要參數(shù)

ThreadPoolExecutor的建構(gòu)子

public?ThreadPoolExecutor(int?corePoolSize,
??????????????????????????????int?maximumPoolSize,
??????????????????????????????long?keepAliveTime,
??????????????????????????????TimeUnit?unit,
??????????????????????????????BlockingQueue<runnable>?workQueue,
??????????????????????????????ThreadFactory?threadFactory,
??????????????????????????????RejectedExecutionHandler?handler)?{
????????if?(corePoolSize?<p>上面的int corePoolSize,int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit ，BlockingQueue workQueue,ThreadFactory threadFactory,<br> RejectedExecutionHandler handler即我們的七大執(zhí)行緒參數(shù)<br> 上面是ThreadPoolExecutor類別的建構(gòu)方法，有7大參數(shù)：</p>
<p>#1）<strong>corePoolSize：線程池中的常駐核心執(zhí)行緒數(shù)</strong>，簡(jiǎn)稱核心數(shù)。 <br> 比如說(shuō)，一個(gè)線程池我們可以把它當(dāng)作銀行的網(wǎng)點(diǎn)，銀行只要開門，就必須至少有一個(gè)人在值班，這個(gè)就叫常駐核心線程數(shù)。例如如果某個(gè)銀行週一到週五五個(gè)網(wǎng)點(diǎn)全開，那麼週一到週五的常駐核心線程數(shù)為5.如果今天業(yè)務(wù)沒有那麼頻繁，窗口為1，那麼今天的常駐核心線程數(shù)就是1 </p>
<p>2)<strong>maxImumPoolSize：在執(zhí)行緒池中能夠容納同時(shí)執(zhí)行的最大執(zhí)行緒數(shù)，此值必須大於等於1</strong></p>
<p>3）<strong>keepAliveTime：多餘的空閒執(zhí)行緒的存活時(shí)間，目前池中執(zhí)行緒數(shù)超過(guò)corePoolSize時(shí)，當(dāng)空閒時(shí)間達(dá)到keepAliveTime時(shí)，多餘執(zhí)行緒會(huì)被銷毀直到剩下corePoolSize為止</strong><br> 如果執(zhí)行緒池中有常駐執(zhí)行緒數(shù)，又有最大線程數(shù)，說(shuō)明平常是用常駐的，工作緊張了，它會(huì)擴(kuò)容到最大線程數(shù)，如果業(yè)務(wù)降下來(lái)了，我們?cè)O(shè)置了多餘的空閒線程的存活時(shí)間，比如設(shè)置30s,如果30s都沒有多餘的請(qǐng)求過(guò)來(lái)，有些銀行就會(huì)關(guān)閉窗口，所以它不僅會(huì)擴(kuò)大還會(huì)縮小。 </p>
<p>4）<strong>unit：keepAliveTime的單位</strong><br> 單位：是秒，毫秒，微秒。 </p>
<p><strong>5）workQueue：任務(wù)隊(duì)列，被提交但尚未被執(zhí)行的任務(wù)</strong><br> 這是一個(gè)阻塞隊(duì)列，比如說(shuō)銀行，只有3個(gè)受理窗口，而來(lái)了4個(gè)客戶。這個(gè)阻塞隊(duì)列就是銀行的候客區(qū)，來(lái)了客戶不能讓他走了。視窗數(shù)控制了執(zhí)行緒的並發(fā)數(shù)。 </p>
<p>6）<strong>threadFactory：表示產(chǎn)生線程池中工作線程的線程工廠，用於創(chuàng)建線程，一般預(yù)設(shè)即可</strong><br> 線程都是統(tǒng)一的創(chuàng)建。線程池裡面有已經(jīng)new好的線程，這些由線程池工廠生產(chǎn)。 </p>
<p><strong>7）handler：拒絕策略，表示目前佇列滿了，且工作執(zhí)行緒大於等於執(zhí)行緒池的最大執(zhí)行緒數(shù)（maximumPoolSize）時(shí)如何來(lái)拒絕請(qǐng)求執(zhí)行的runnable的策略</strong></p>
<p>比如說(shuō)今天銀行客流高峰，三個(gè)窗口都滿了，候客區(qū)也滿了。我們沒有選擇繼續(xù)拉人，因?yàn)椴话踩覀冞x擇委婉的拒絕。 </p>
<p>在下一節(jié)我們將介紹線程池底層工作原理</p>
<blockquote><p><strong>相關(guān)學(xué)習(xí)推薦：</strong><a href="http://ipnx.cn/java/base/" target="_blank"><strong>java基礎(chǔ)</strong></a></p></blockquote>#</runnable>

以上是Java講解ThreadPool執(zhí)行緒池的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！