高级并发编程系列四（线程池家谱）

1.引子

假期的时间总是很快的，不知不觉国庆节已经过去了三天。今天利用早上的空闲，我们把高级并发编程系列的文章补一补，到这个系列的第四篇文章了，前面三篇我们分别分享了：基础概念 、核心要点 、入门案例。

在入门案例中，我们通过Executors工具类提供的辅助方法，创建了不同类型的线程池，最后在结论部分我们说：在实际项目中，不建议通过Executors工具类来创建线程池，理由是有线程溢出或者内存溢出的风险，那么在实际项目中，我们该如何正确的创建线程池呢？需要主要考虑哪些关键要素呢？你都还记得吗？比如说：

• 线程池中线程数量的控制
• 任务缓冲队列的选择
• 任务拒绝策略

这一篇让我们一起从两个角度继续深入认识线程池：juc中线程池类图、以及如何正确的创建线程池

2.案例

2.1.线程池家谱

2.1.1.类图

2.1.2.描述

在上一篇中，通过Executors工具类提供的创建线程池的辅助方法中，我们发现辅助方法内部，最终都是创建了ThreadPoolExecutor实例对象。也就是说，在juc包中，关于线程池，ThreadPoolExecutor类是主角。

同时通过idea生成的类层次图，整个线程池类图的结构主线是这样的：

• 线程池接口：Executor

  • 在接口Executor中，只有一个执行任务的方方法：void execute(Runnable command)
  • 我们发现execute方法的参数，是一个Runnable任务
  • 该任务可以被线程池中的某个线程执行，也可以是被提交任务的线程执行

• 线程池子接口：ExecutorService

  • 它是Executor的子接口，在其中增加了线程池治理的方法。比如说：shutdown （关闭线程池）、submit（获取任务执行结果方法）

• 线程池抽象类：AbstractExecutorService

  • 提供了接口方法的默认共性实现
  • 是模板设计模式的体现

• 线程池类：ThreadPoolExecutor

  • 真正的线程池实现类
  • 我们在项目中实际需要用到的线程池就是它了

2.2.创建线程池的正确姿势

2.2.1.解读ThreadPoolExecutor

从类图中，我们看到ThreadPoolExecutor是在实际项目中，需要使用到的线程池工具类。这里关于线程池的核心知识点，我们一起再进行一下回顾，便于更好的理解ThreadPoolExecutor。

关于线程池的核心知识点，你都还记得有哪些吗：

• 为什么要使用线程池

  • 通过复用有限的资源，处理无限的任务，最大化合理利用有限资源的同时，提升任务处理的效率

• 如何有效的控制线程池中线程的数量

  • 我们知道操作系统，对于单个进程创建线程数量是有限制的，不能无限制创建线程
  • 如果我们的任务是cpu密集型 的，建议线程最大数量设置为：cup核心数的1-2倍
  • 如果我们的任务是io密集型 的，建议线程最大数量设置为参考公式： (1 + 任务平均等待时间/任务处理时间) * cpu核心数

• 如果线程池中的线程都在忙，且线程数量达到了最大，此时如果有新的任务，该如何有效处理

  • 在一个地方，暂时先将新任务放一放。我们称为：任务缓冲队列
  • 如果线程数量达到了最大，且任务缓冲队列已经放满，需要说：no。我们需要：合理的拒绝任务策略

结合以上线程池的核心要点，我建议你去看一下ThreadPoolExecutor的源码，争取在我们使用它之前，先要更好的认识它，对吧。下面我截一个图，方便我们先直观的认识一下它：

2.2.2.案例代码

package com.anan.edu.common.newthread.pool.manual;
​
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
​
/**
 * 手动创建线程池案例
 *
 * @author ThinkPad
 * @version 1.0
 * @date 2020/10/4 9:33
 */
public class ManualThreadPoolDemo {
​
    /**
     * 定义线程池参数：
     */
    public static final int corePoolSize = 3;// 核心线程数量
    public static final int maximumPoolSize = 5;// 最大线程数量
    public static final long keepAliveTime = 60;// 空闲线程活跃时间
    public static final TimeUnit timeUnit = TimeUnit.MILLISECONDS;// 时间单位
    public static final BlockingQueue<Runnable> blockingQueue =
            new ArrayBlockingQueue<Runnable>(100);// 任务缓冲队列
​
    public static void main(String[] args) {
        // 1.直接实例化ThreadPoolExecutor对象
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize,
                maximumPoolSize,
                keepAliveTime,
                timeUnit,
                blockingQueue);
​
        // 2.提交任务，并执行
        threadPoolExecutor.execute(new Task());
​
        // 3.释放线程池资源
        threadPoolExecutor.shutdown();
​
    }
​
}
​
/**
 * 任务
 */
class Task implements Runnable{
​
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("当前正在处理任务线程：" + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("-----------------任务处理中---------------");
    }
​
}

2.2.3.测试结果

D:\02teach\01soft\jdk8\bin\java com.anan.edu.common.newthread.pool.manual.ManualThreadPoolDemo
当前正在处理任务线程：pool-1-thread-1
--------------------任务处理中------------------------
​
Process finished with exit code 0