ThreadPool线程池


ThreadPool线程池

为什么要用线程池

例子:10年前单核CPU电脑,假的多线程,像马戏团小丑玩多个球,CPU需要来回切换。现在是多核电脑,多个线程各自跑在独立的CPU上,不用切换,效率高。

线程池的优势: 线程池做的工作只要是控制运行的线程数量,处理过程中将任务放入队列,然后在线程创建后启动这些任务,如果线程数量超过了最大数量,超出数量的线程排队等候,等其他线程执行完毕,再从队列中取出任务来执行。

它的主要特点为:线程复用;控制最大并发数;管理线程。

第一: 降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的销耗。
第二: 提高响应速度。当任务到达时,任务可以不需要等待线程创建就能立即执行。
第三: 提高线程的可管理性。线程是稀缺资源,如果无限制的创建,不仅会销耗系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线程池可以进行统一的分配,调优和监控。

线程池如何使用

架构说明:
Java中的线程池是通过Executor框架实现的,该框架中用到了Executor,Executors,ExecutorService,ThreadPoolExecutor这几个类。

编码实现:

Executors.newFixedThreadPool(int)

执行长期任务性能好,创建一个线程池,
一池有N个固定的线程,有固定线程数的线程

newFixedThreadPool创建的线程池corePoolSize和maximumPoolSize值是相等的,它使用的是LinkedBlockingQueue


public static ExecutorService newFixedThreadPool (int nThreads){

            return new ThreadPoolExecutor(nThreads,
             nThreads,
              0L, 
              TimeUnit.MILLISECONDS,
               new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
       
        }
        

Executors.newSingleThreadExecutor()

一个任务一个任务的执行,一池一线程

newSingleThreadExecutor 创建的线程池corePoolSize和maximumPoolSize值都是1,它使用的是LinkedBlockingQueue


public static ExecutorService newSingleThreadExecutor () {

     return new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(
     1, 
     1, 
     0L, 
     TimeUnit.MILLISECONDS,
     new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
        
}

Executors.newCachedThreadPool()

执行很多短期异步任务,线程池根据需要创建新线程,
但在先前构建的线程可用时将重用它们。可扩容,遇强则强

newCachedThreadPool创建的线程池将corePoolSize设置为0,将maximumPoolSize设置为Integer.MAX_VALUE,它使用的是SynchronousQueue,也就是说来了任务就创建线程运行,当线程空闲超过60秒,就销毁线程。

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

        }

线程池7大重要参数

部分源代码:

    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.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    } 

1、corePoolSize:线程池中的常驻核心线程数

2、maximumPoolSize:线程池中能够容纳同时
执行的最大线程数,此值必须大于等于1

3、keepAliveTime:多余的空闲线程的存活时间
当前池中线程数量超过corePoolSize时,当空闲时间
达到keepAliveTime时,多余线程会被销毁直到
只剩下corePoolSize个线程为止

4、unit:keepAliveTime的单位

5、workQueue:任务队列,被提交但尚未被执行的任务

6、threadFactory:表示生成线程池中工作线程的线程工厂,
用于创建线程,一般默认的即可

7、handler:拒绝策略,表示当队列满了,并且工作线程大于
等于线程池的最大线程数(maximumPoolSize)时如何来拒绝
请求执行的runnable的策略

线程池底层工作原理

1、在创建了线程池后,开始等待请求。
2、当调用execute()方法添加一个请求任务时,线程池会做出如下判断:
       2.1如果正在运行的线程数量小于corePoolSize,那么马上创建线程运行这个任务;
        2.2如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize,那么将这个任务放入队列;
        2.3如果这个时候队列满了且正在运行的线程数量还小于maximumPoolSize,那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务;
       2.4如果队列满了且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize,那么线程池会启动饱和拒绝策略来执行。
3、当一个线程完成任务时,它会从队列中取下一个任务来执行。
4、当一个线程无事可做超过一定的时间(keepAliveTime)时,线程会判断: 如果当前运行的线程数大于corePoolSize,那么这个线程就被停掉。 所以线程池的所有任务完成后,它最终会收缩到corePoolSize的大小。

验证从core扩容到maximum后,立即运行当前到达的任务,而不是队列中的

图解示例:
在这里插入图片描述

corePoolSize:当天上班的人
maximumPoolSize:加班的人
keepAliveTime:如果客流量下去了,在该时间内没多余的人来,加班的人就可以溜了
unit:上面时间的单位
workQueue:等候区
threadFactory:一些默认配置,比如每个银行都会有一个大堂经理,饮水机等等
handler:加班窗口和核心窗口都有人在办理业务,等候区也满了,大堂经理就会拒绝你进入,handler就是拒绝你的方式,是叫你滚,还是给你叫你约个时间再过来

线程池用哪个?生产中如设置合理参数

线程池的拒绝策略

是什么
等待队列已经排满了,再也塞不下新任务了同时,线程池中的max线程也达到了,无法继续为新任务服务。这个是时候我们就需要拒绝策略机制合理的处理这个问题。

JDK内置的拒绝策略

AbortPolicy(默认) CallerRunsPolicy DiscardOldestPolicy DiscardPolicy
直接抛出RejectedExecutionException异常阻止系统正常运行 “调用者运行”一种调节机制,该策略既不会抛弃任务,也不会抛出异常,而是将某些任务回退到调用者,从而降低新任务的流量。 抛弃队列中等待最久的任务,然后把当前任务加人队列中尝试再次提交当前任务。 该策略默默地丢弃无法处理的任务,不予任何处理也不抛出异常。如果允许任务丢失,这是最好的一种策略。

以上内置拒绝策略均实现了RejectedExecutionHandle接口

在工作中单一的/固定数的/可变的三种创建线程池的方法哪个用的多?超级大坑

答案是一个都不用,我们工作中只能使用自定义的

Executors中JDK已经给你提供了,为什么不用?

在这里插入图片描述
如何自定义 见下面的代码

代码

package cduck.cn;

import java.util.concurrent.*;

public class MyThreadPoolDemo {

    public static void main(String[] args) {
        //电脑CPU数量
        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());



        //一池5个工作线程。类似一个银行有5个受理窗口
//        ExecutorService  threadPool= Executors.newFixedThreadPool(5);

//        一池1个工作线程,类似一个银行有1个受理窗口
//        ExecutorService  threadPool= Executors.newSingleThreadExecutor();


        //一池N个工作线程,类似一个银行N个窗口--自动扩容
//        ExecutorService  threadPool= Executors.newCachedThreadPool();


//自定义的线程池
        ExecutorService  threadPool= new ThreadPoolExecutor(
                2,
                5,
                2L,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
        );




        try{
//模拟银行有10个顾客来办理银行业务,目前池子里有5个工作人员提供服务
                    for (int i=0;i<20;i++){
                        threadPool.execute(()->{
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 办理业务");
                        });
//                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                    }
                }catch (Exception e){
                      e.printStackTrace();
                }finally {
                        threadPool.shutdown();
                }

    }
}


文章作者: fFee-ops
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