java中的線程池是運(yùn)用場(chǎng)景最多的并發(fā)框架。在開發(fā)過程中，合理的使用線程池能夠帶來下面的一些好處：
1、降低資源的消耗。
2、提高響應(yīng)速度。
3、提高線程的可管理型。

1.1、線程池ThreadPoolExecutor工作原理

講解之前，我們先看一張?jiān)韴D

ThreadPoolExecutor執(zhí)行execute方法有4種情況：
1）如果當(dāng)前運(yùn)行的線程少于corePoolSize，則創(chuàng)建新的線程來執(zhí)行任務(wù)。
2）如果運(yùn)行的線程等于或者多余corePoolSize，則將任務(wù)加入BlockingQueue中，在等待隊(duì)列中，等待有新的線程可以運(yùn)行。
3）如果BlockingQueue隊(duì)列滿了，且沒有超過maxPoolSize，則創(chuàng)建新的線程來處理任務(wù)。
4）如果創(chuàng)建的線程超過maxPoolSize，任務(wù)會(huì)拒絕，并調(diào)用RejectExecutionHandler.rejectedExecution()方法。

1.2、線程池的使用

1.2.1、線程池的創(chuàng)建

一般我們可以通過ThreadPoolExecutor來創(chuàng)建一個(gè)線程池。
在ThreadPoolExecutor類中提供了四個(gè)構(gòu)造方法：

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {.....public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue);public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory);public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler);public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler);... }

我們通過

new ThreadPoolExecutor(corePoolSize,maximumPoolSize,keepAliveTime,unit,workQueue,threadFactory,handler);

創(chuàng)建一個(gè)新的線程池。

下面我們介紹一下需要輸入的幾個(gè)參數(shù)的意義：

1）corePoolSize：核心池的大小，這個(gè)參數(shù)跟后面講述的線程池的實(shí)現(xiàn)原理有非常大的關(guān)系。在創(chuàng)建了線程池后，默認(rèn)情況下，線程池中并沒有任何線程，而是等待有任務(wù)到來才創(chuàng)建線程去執(zhí)行任務(wù)，除非調(diào)用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法，從這2個(gè)方法的名字就可以看出，是預(yù)創(chuàng)建線程的意思，即在沒有任務(wù)到來之前就創(chuàng)建corePoolSize個(gè)線程或者一個(gè)線程。默認(rèn)情況下，在創(chuàng)建了線程池后，線程池中的線程數(shù)為0，當(dāng)有任務(wù)來之后，就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)線程去執(zhí)行任務(wù)，當(dāng)線程池中的線程數(shù)目達(dá)到corePoolSize后，就會(huì)把到達(dá)的任務(wù)放到緩存隊(duì)列當(dāng)中；

2） maximumPoolSize：線程池最大線程數(shù)，這個(gè)參數(shù)也是一個(gè)非常重要的參數(shù)，它表示在線程池中最多能創(chuàng)建多少個(gè)線程；

3）keepAliveTime：表示線程沒有任務(wù)執(zhí)行時(shí)最多保持多久時(shí)間會(huì)終止。默認(rèn)情況下，只有當(dāng)線程池中的線程數(shù)大于corePoolSize時(shí)，keepAliveTime才會(huì)起作用，直到線程池中的線程數(shù)不大于corePoolSize，即當(dāng)線程池中的線程數(shù)大于corePoolSize時(shí)，如果一個(gè)線程空閑的時(shí)間達(dá)到keepAliveTime，則會(huì)終止，直到線程池中的線程數(shù)不超過corePoolSize。但是如果調(diào)用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法，在線程池中的線程數(shù)不大于corePoolSize時(shí)，keepAliveTime參數(shù)也會(huì)起作用，直到線程池中的線程數(shù)為0；

• unit：參數(shù)keepAliveTime的時(shí)間單位，有7種取值，在TimeUnit類中有7種靜態(tài)屬性：

TimeUnit.DAYS; //天 TimeUnit.HOURS; //小時(shí) TimeUnit.MINUTES; //分鐘 TimeUnit.SECONDS; //秒 TimeUnit.MILLISECONDS; //毫秒 TimeUnit.MICROSECONDS; //微妙 TimeUnit.NANOSECONDS; //納秒</pre>

4） workQueue：一個(gè)阻塞隊(duì)列，用來存儲(chǔ)等待執(zhí)行的任務(wù)，這個(gè)參數(shù)的選擇也很重要，會(huì)對(duì)線程池的運(yùn)行過程產(chǎn)生重大影響，一般來說，這里的阻塞隊(duì)列有以下幾種選擇：

• ArrayBlockingQueue:一個(gè)基于數(shù)組結(jié)構(gòu)的有界阻塞隊(duì)列。
• LinkedBlockingQueue：一個(gè)基于鏈表的阻塞隊(duì)列，吞吐量要高于ArrayBlockingQueue。
• SynchronousQueue：一個(gè)不存儲(chǔ)元素的阻塞隊(duì)列。每次插入操作必須等到另外一個(gè)線程調(diào)用移除操作，否則一直處于阻塞狀態(tài)。吞吐量要高于LinkedBlockingQueue。
• PriorityBlockingQueue：一個(gè)具有優(yōu)先級(jí)的無(wú)線阻塞隊(duì)列。

ArrayBlockingQueue和PriorityBlockingQueue使用較少，一般使用LinkedBlockingQueue和Synchronous。線程池的排隊(duì)策略與BlockingQueue有關(guān)。

5）threadFactory：線程工廠，主要用來創(chuàng)建線程；
6）RejectedExecutionHandler：當(dāng)隊(duì)列和線程池都滿了，將會(huì)執(zhí)行下面的策略，jdk1.5中提供有以下四種策略：

• ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丟棄任務(wù)并拋出RejectedExecutionException異常。
• ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丟棄任務(wù)，但是不拋出異常。
• ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丟棄隊(duì)列最前面的任務(wù)，然后重新嘗試執(zhí)行任務(wù)（重復(fù)此過程）
• ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由調(diào)用線程處理該任務(wù)

1.2.2、如何向線程池提交任務(wù)

向線程池提交任務(wù)，提供了兩種方法，分別是execute()和submit()方法。

1）execute()方法

execute方法用于提交不需要返回值的任務(wù)，所以也就意味著無(wú)法判斷是否執(zhí)行成功。

pool.execute(new Runnable(){@Overridepublic void run() {System.out.println("使用execute提交任務(wù).");}});

2）submit方法

submit方法可以用于提交需要有返回值的任務(wù)。線程池會(huì)返回一個(gè)future類型的對(duì)象，通過這個(gè)future對(duì)象可以判讀是否執(zhí)行成功，并且還可以通過get()方法來獲取返回值。

Runnable task = null;Future<Object> future = (Future<Object>) pool.submit(task);try {future.get();//獲取返回值} catch (InterruptedException e) {//中斷異常處理// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} catch (ExecutionException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} finally {//關(guān)閉線程池pool.shutdown();}

1.2.3、關(guān)閉線程池

在上一節(jié)中，我們?cè)诋惓５奶幚砗竺?#xff0c;我們就使用到了shutdown()方法來關(guān)閉線程池。

在關(guān)閉線程池的時(shí)候，這里有兩個(gè)方法可以調(diào)用，分別是shutdown和shutdownNow方法。

1.3、線程池使用實(shí)例

1.3.1、線程池的使用實(shí)例

這個(gè)實(shí)例我們使用自定義的拒絕策略，因?yàn)閖dk的策略并不是很完美

public class MyRejected implements RejectedExecutionHandler{public MyRejected(){}@Overridepublic void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {System.out.println("自定義處理..");System.out.println("當(dāng)前被拒絕任務(wù)為：" + r.toString());}}

然后我們定義一個(gè)任務(wù)類

public class MyTask implements Runnable {private int taskId;private String taskName;public MyTask(int taskId, String taskName){this.taskId = taskId;this.taskName = taskName;}public int getTaskId() {return taskId;}public void setTaskId(int taskId) {this.taskId = taskId;}public String getTaskName() {return taskName;}public void setTaskName(String taskName) {this.taskName = taskName;}@Overridepublic void run() {try {System.out.println("run taskId =" + this.taskId);Thread.sleep(5*1000);//System.out.println("end taskId =" + this.taskId);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }public String toString(){return Integer.toString(this.taskId);}}

最后，我們看一下任務(wù)執(zhí)行

public class UseThreadPoolExecutor1 {public static void main(String[] args) {/*** 在使用有界隊(duì)列時(shí)，若有新的任務(wù)需要執(zhí)行，如果線程池實(shí)際線程數(shù)小于corePoolSize，則優(yōu)先創(chuàng)建線程，* 若大于corePoolSize，則會(huì)將任務(wù)加入隊(duì)列，* 若隊(duì)列已滿，則在總線程數(shù)不大于maximumPoolSize的前提下，創(chuàng)建新的線程，* 若線程數(shù)大于maximumPoolSize，則執(zhí)行拒絕策略。或其他自定義方式。* */ ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(1, //coreSize2, //MaxSize60, //60TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3) //指定一種隊(duì)列 （有界隊(duì)列）//new LinkedBlockingQueue<Runnable>(), new MyRejected()//, new DiscardOldestPolicy());MyTask mt1 = new MyTask(1, "任務(wù)1");MyTask mt2 = new MyTask(2, "任務(wù)2");MyTask mt3 = new MyTask(3, "任務(wù)3");MyTask mt4 = new MyTask(4, "任務(wù)4");MyTask mt5 = new MyTask(5, "任務(wù)5");MyTask mt6 = new MyTask(6, "任務(wù)6");pool.execute(mt1);pool.execute(mt2);pool.execute(mt3);/*pool.execute(mt4);pool.execute(mt5);pool.execute(mt6);*/pool.shutdown(); // pool.shutdownNow();} }

執(zhí)行結(jié)果：
1）當(dāng)運(yùn)行<5個(gè)時(shí),可以正常運(yùn)行：

2）當(dāng)>5時(shí)，因?yàn)榇笥诹俗畲笾?#xff0c;所以執(zhí)行了異常策略：

1.3.2、線程池的監(jiān)控參數(shù)或者其他api使用

當(dāng)我們需要對(duì)線程池進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，我們可以使用線程池提供的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，可以使用下面的一些屬性。

• taskCount：線程池需要執(zhí)行的任務(wù)數(shù)量。
• completedTaskCount：線程池在運(yùn)行過程中已完成的數(shù)量。
• largestPoolSize：線程池里曾經(jīng)創(chuàng)建過的最大的線程數(shù)量。
• poolSize：線程池的線程數(shù)量。
• ActiveCount：獲取活動(dòng)的線程數(shù)量。

System.out.println(pool.getTaskCount()); System.out.println(pool.getCompletedTaskCount()); System.out.println(pool.getLargestPoolSize()); System.out.println(pool.getPoolSize()); System.out.println(pool.getActiveCount());

運(yùn)行結(jié)果：

1.4、如何合理的配置線程池的大小

一般需要根據(jù)任務(wù)的類型來配置線程池大小：

• 如果是CPU密集型任務(wù)，就需要盡量壓榨CPU，參考值可以設(shè)為 NCPU+1

• 如果是IO密集型任務(wù)，參考值可以設(shè)置為2*NCPU

• 建議使用有界隊(duì)列。因?yàn)橛薪珀?duì)列能夠增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和預(yù)警的能力，我們可以想象一下，當(dāng)我們使用無(wú)界隊(duì)列的時(shí)候，當(dāng)我們系統(tǒng)的后臺(tái)的線程池的隊(duì)列和線程池會(huì)越來越多，這樣當(dāng)達(dá)到一定的程度的時(shí)候，有可能會(huì)撐滿內(nèi)存，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)問題。當(dāng)我們是有界隊(duì)列的時(shí)候，當(dāng)我們系統(tǒng)的后臺(tái)的線程池的隊(duì)列和線程池滿了之后，會(huì)不斷的拋出異常的任務(wù)，我們可以通過異常信息做一些事情。

當(dāng)然，這只是一個(gè)參考值，具體的設(shè)置還需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，比如可以先將線程池大小設(shè)置為參考值，再觀察任務(wù)運(yùn)行情況和系統(tǒng)負(fù)載、資源利用率來進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java线程池原理及使用的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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