八、线程池

2019年10月22日 84次阅读 来源: ねぇ

线程池

【1】为什么需要线程池？线程池的优点？

1、为什么要使用线程池？

因为创建和销毁线程都是需要时间的，特别是需要创建大量线程的时候，时间和资源的消耗是不可忽略的，而合理的使用线程池中已经创建的线程，可以减少创建和销毁线程而花费的时间和资源。

2、线程池的优点？

（1）降低资源消耗：通过线程的重用可以降低创建和销毁线程花费的时间和资源；

（2）提高响应速度：任务到达时，因为利用线程池中已经创建好的线程，可以不用等待线程创建而直接执行任务；

（3）提高线程的可管理性：线程池允许我们开启多个任务而不用为每个线程设置属性（便于管理）；线程池根据当前在系统中运行的进程来优化线程时间片（调优）；线程池可以限制创建线程的数量，如果无限制的创建线程，不仅会消耗资源，还会降低系统的稳定性；

【2】线程池的工作原理

当向线程池提交一个任务以后，线程池处理任务的流程大概如下：

1、判断核心线程池是否满？如果没有，那么创建线程并执行任务；如果满，那么进入2；

2、判断阻塞队列（BlockingQueue）是否满？如果没有，那么把任务添加到阻塞队列中；如果满，进入3；

3、判断当前线程数是否大于最大线程数（maximumPoolSize）？如果没有，那么创建线程并执行任务；如果满，那么进入饱和策略（RejectionExecutionHandler）；

4、如果核心线程池的线程执行完当前任务，那么立刻从阻塞队列头取任务来执行，如果队列为空，且当前线程超过了存活时间（keepAliveTime），那么判断当前线程数是否大于核心线程池的最大数（corePoolSize）？如果是，那么销毁当前线程，如果不是则保留当前线程。因此当创建的线程数大于核心线程池的最大数（corePoolSize），在所有任务执行完毕以后，线程池最终线程数量会回到corePoolSize。

流程图如下所示：

《八、线程池》

【3】线程池的创建

ThreadPoolExecutor：是线程池中最核心的类，这里着重说一下这个类的各个构造参数：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler) {
    if (corePoolSize < 0 ||
        maximumPoolSize <= 0 ||
        maximumPoolSize < corePoolSize ||
        keepAliveTime < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
        throw new NullPointerException();
    this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
            null :
            AccessController.getContext();
    this.corePoolSize = corePoolSize;
    this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    this.workQueue = workQueue;
    this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    this.threadFactory = threadFactory;
    this.handler = handler;
}

（1）corePoolSize：核心线程池大小。如果调用了prestartAllCoreThread（）方法，那么线程池会提前创建并启动所有基本线程。

（2）maximumPoolSize：线程池大小

（3）keepAliveTime：线程空闲后，线程存活时间。如果任务多，任务周期短，可以调大keepAliveTime，提高线程利用率。

（4）timeUnit：存活时间的单位，有天（DAYS）、小时(HOURS)、分（MINUTES）、秒（SECONDS）、毫秒（MILLISECONDS）、微秒（MICROSECONDS）、纳秒（NANOSECONDS）

（5）runnalbleTaskQueue：阻塞队列。可以使用ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue、PriorityBlockingQueue

静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool( )使用了LinkedBlockingQueue；

静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool( )使用了SynchronousQueue；

（6）handler：饱和策略的句柄，当线程池满了的时候，任务无法得到处理，这时候需要饱和策略来处理无法完成的任务，饱和策略中有4种处理策略：

AbortPolicy：这是默认的策略，直接抛出异常；

CallerRunsPolicy：只是用调用者所在线程来运行任务；

DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最老的任务，并执行当前任务；

DiscardPolicy：不处理，直接把当前任务丢弃；

当然也可以自定义饱和处理策略，需要实现RejectedExecutionHandler接口，比如记录日志或者持久化不能存储的任务等。

【4】线程池的关闭

可以通过shutdown或者shutDownNow来关闭线程池。

原理：遍历线程池中的线程，逐个调用线程的interrupt（）方法来中断线程，所以不响应中断的线程可能永远无法终止

（1）shutDown:把线程池的状态设置为SHUTDOWN，然后中断所有没有正在执行任务的线程，而已经在执行任务的线程继续执行直到任务执行完毕；

（2）shutDownNow：把当前线程池状态设为STOP，尝试停止所有的正在执行或者暂停的线程，并返回等待执行的任务的列表；

在调用了shutDown或者shutDownNow后，调用isShutDown（）返回true；当所有任务都关闭后，调用isTerminaed（）方法返回true。（注意关闭线程池和所有线程关闭是不同的）

【5】线程池的合理配置

（1）CPU（计算）密集型则线程数配置尽可能的少，比如NCPU+1。可以通过Runtime.getRuntime().avaliableProcessors( )方法获得当前设备的CPU数量；

（2）IO密集型需要配置尽可能多的线程数，比如2*NCPU，因为IO处理时线程阻塞的时间很长，导致CPU空闲时间很长，多一点线程可以提高CPU利用率；

（3）混合型任务：如果可以拆分，最好拆分成CPU密集型任务+IO密集型任务，只要这两个拆分后的任务执行时间相差没有太大，那么拆分后的吞吐量将高于串行执行的吞吐量，如果时间相差太大，就没有必要分解；

（4）优先级不同的任务：使用PriorityQueue作为阻塞队列。（如果一直有优先级高的任务进来，可能导致优先级低的任务无法执行）

（5）执行时间不同的任务：可以交给不同规模的线程池来执行；或者使用PriorityQueue作为阻塞队列，把执行时间短的任务优先级设置高一点，让时间短的任务先执行；

（6）建议使用有界队列，这样可以保证系统的稳定性，如果队列时无界的，那么一直有任务进来就一直往阻塞队列添加节点，可能导致内存溢出。

    原文作者：ねぇ
    原文地址: https://www.cnblogs.com/lee0527/p/11716254.html
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