ThreadPoolExecutor线程池的使用与理解

 

ThreadPoolExecutor线程池的使用与理解

线程池的作用就是用尽可能少的线程来执行尽可能多的Runnable,以实现对线程的充分利用。

从ThreadPoolExecutor类的构造方法说起:

ThreadPoolExecutor
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,    // 核心线程数
                          int maximumPoolSize, // 最大线程数
                          long keepAliveTime,  // 生存时间
                          TimeUnit unit,       // keepAliveTime值的度量单位
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue)   // 阻塞队列

我们通过ThreadPoolExecutor类的execute()方法添加我们要执行的任务。下面通过实例讲解ThreadPoolExecutor类的使用。

任务类Task:
将会被线程池执行的任务类

class Task {
	public void fun() {
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行 - " + i);
		}
	}
}

在创建线程池之前,我们先了解一下BlockingQueue,在构造线程池的时候,需要为其指定一个BlockingQueue,可用于传输和保持提交的任务。可以使用此队列与池大小进行交互。

BlockingQueue(阻塞队列):

 
如果运行的线程少于 corePoolSize,则 Executor始终首选添加新的线程,而不进行排队(不添加进阻塞队列)。

 
如果运行的线程等于或多于 corePoolSize,则 Executor 始终首选将请求加入队列,而不添加新的线程。

 
如果无法将请求加入队列,则创建新的线程,除非创建此线程超出 maximumPoolSize,在这种情况下,任务将被拒绝。

排队有三种通用策略:

1:直接提交

SynchronousQueue

它将任务直接提交给线程而不保存它们。在此,如果不存在可用于立即运行任务的线程,

则试图把任务加入队列将失败,因此会构造一个新的线程。此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集时出现锁。

直接提交通常要求无界 maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。

当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时,此策略允许无界线程具有增长的可能性。 

SynchronousQueue线程安全的Queue,可以存放若干任务(但当前只允许有且只有一个任务在等待),

其中每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作,也就是说A任务进入队列,B任务必须等A任务被移除之后才能进入队列,否则执行异常策略。

  

你来一个我扔一个,所以说SynchronousQueue没有任何内部容量。

  

比如:核心线程数为2,最大线程数为3;使用SynchronousQueue。

当前有2个核心线程在运行,又来了个A任务,两个核心线程没有执行完当前任务,根据如果运行的线程等于或多于 corePoolSize,

则 Executor 始终首选将请求加入队列,而不添加新的线程。所以A任务被添加到队列,此时的队列是SynchronousQueue,

当前不存在可用于立即运行任务的线程,因此会构造一个新的线程,此时又来了个B任务,两个核心线程还没有执行完。

新创建的线程正在执行A任务,所以B任务进入Queue后,最大线程数为3,发现没地方仍了。就只能执行异常策略(RejectedExecutionException)。

代码示例:

public class PoolExecutorTest {
	public static void main(String[] args) {
		final Task task = new Task();
		
		ThreadPoolExecutor pool = 
			new ThreadPoolExecutor(2, 3, 3L, 
					TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			pool.execute(new Runnable() {
				@Override
				public void run() {
					task.fun();
					System.out.println("run");
				}
			});
		}
		pool.shutdown();
	}
}
// 在添加第4个任务的时候,程序抛出 java.util.concurrent.RejectedExecutionException

2:无界队列

如LinkedBlockingQueue

使用无界队列(例如,不具有预定义容量的 LinkedBlockingQueue)将导致在所有核心线程都在忙时新任务在队列中等待。

这样,创建的线程就不会超过 corePoolSize。(因此,maximumPoolSize 的值也就没意义了。)也就不会有新线程被创建,都在那等着排队呢。

如果未指定容量,则它等于 Integer.MAX_VALUE。

如果设置了Queue预定义容量,则当核心线程忙碌时,新任务会在队列中等待,直到超过预定义容量(新任务没地方放了),才会执行异常策略。

  

你来一个我接一个,直到我容不下你了。FIFO,先进先出。

  

比如:核心线程数为2,最大线程数为3;使用LinkedBlockingQueue(1),设置容量为1。

当前有2个核心线程在运行,又来了个A任务,两个核心线程没有执行完当前任务,根据如果运行的线程等于或多于 corePoolSize,

则 Executor 始终首选将请求加入队列,而不添加新的线程。所以A任务被添加到队列,此时的队列是LinkedBlockingQueue,

此时又来了个B任务,两个核心线程没有执行完当前任务,A任务在队列中等待,队列已满。所以根据如果无法将请求加入队列,则创建新的线程,

B任务被新创建的线程所执行,此时又来个C任务,此时maximumPoolSize已满,队列已满,只能执行异常策略(RejectedExecutionException)。

代码示例:

public class PoolExecutorTest {
	public static void main(String[] args) {
		final Task task = new Task();
		
		ThreadPoolExecutor pool = 
			new ThreadPoolExecutor(2, 3, 3L, 
					TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>(1), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
		for (int i = 0; i < 5; i++) {
			pool.execute(new Runnable() {
				@Override
				public void run() {
					task.fun();
					System.out.println("run");
				}
			});
		}
		pool.shutdown();
	}
}
// 在添加第5个任务的时候,程序抛出 java.util.concurrent.RejectedExecutionException

无界的话要防止任务增长的速度远远超过处理任务的速度。

3:有界队列

如ArrayBlockingQueue 

操作模式跟LinkedBlockingQueue查不多,只不过必须为其设置容量。所以叫有界队列。

new ArrayBlockingQueue<Runnable>(Integer.MAX_VALUE) 跟 new LinkedBlockingQueue(Integer.MAX_VALUE)效果一样。

LinkedBlockingQueue 底层是链表结构

ArrayBlockingQueue  底层是数组结构

  

你来一个我接一个,直到我容不下你了。FIFO,先进先出。

代码示例

public class PoolExecutorTest {
	public static void main(String[] args) {
		final Task task = new Task();
		
		ThreadPoolExecutor pool = 
			new ThreadPoolExecutor(2, 3, 3L, 
					TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(1), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
		for (int i = 0; i < 5; i++) {
			pool.execute(new Runnable() {
				@Override
				public void run() {
					task.fun();
					System.out.println("run");
				}
			});
		}
		pool.shutdown();
	}
}
// 在添加第5个任务的时候,程序抛出 java.util.concurrent.RejectedExecutionException


关于keepAliveTime:

JDK解释:当线程数大于核心时,此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。

也就是说啊,线程池中当前的空闲线程服务完某任务后的存活时间。如果时间足够长,那么可能会服务其它任务。

这里的空闲线程包不包括后来新创建的服务线程呢?我的理解是包括的。

关于handler有四个选择:

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()  抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常 

ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()  重试添加当前的任务,他会自动重复调用execute()方法 

ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()  抛弃旧的任务  

ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()  抛弃当前的任务 


小的分析:

使用无界队列,要防止任务增长的速度远远超过处理任务的速度,控制不好可能导致的结果就是内存溢出。
使用有界队列,关键在于调节线程数和Queue大小 ,线程数多,队列容量少,资源浪费。线程数少,队列容量多,性能低,还可能导致内存溢出。

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    原文作者:java程序员填空
    原文地址: http://www.cnblogs.com/java06/archive/2013/05/26/3122124.html
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