【并发编程 | 第七篇】深入学习线程池(一)

什么是线程池?

线程池是用来管理和复用线程的⼯具,它可以减少线程的创建和销毁开销。

在 Java 中,ThreadPoolExecutor 是线程池的核⼼实现,它通过核⼼线程数、最⼤线程数、任务队列和拒绝策略来 控制线程的创建和执⾏。

举个栗子:就像你开了⼀家餐厅,线程池就相当于固定数量的服务员,顾客(任务)来了就安排空闲的服务员(线 程)处理,避免了频繁招⼈和解雇的成本。

线程池的工作流程

可以简单的总结为:

任务提交 → 核⼼线程执⾏ → 任务队列缓存 → 非核心线程执⾏ → 拒绝策略处理。

第⼀步,线程池通过 submit() 提交任务。

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ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);
 threadPool.submit(() -> {
 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "办理业务");
 })

第⼆步,线程池会先创建核⼼线程来执⾏任务。

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if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
 if (addWorker(command, true)) {
 return;
  }
 }

第三步,如果核⼼线程都在忙,任务会被放⼊任务队列中。

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workQueue.offer(task)

第四步,如果任务队列已满,且当前线程数量⼩于最⼤线程数,线程池会创建新的线程来处理任务。

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if (!addWorker(command, false))

第五步,如果线程池中的线程数量已经达到最⼤线程数,且任务队列已满,线程池会执⾏拒绝策略。

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handler.rejectedExecution(command, this)

另外一种回答:

第一步,创建线程池;

第二步,调用线程池的execute方法,准备执行任务;

如果正在运行的线程数量小于corePoolSize,那么线程池会创建一个新的线程(核心线程)来执行这个任务;

如果正在运行的线程数量大于等于corePoolSize,那么线程池会将这个任务放入等待队列;

如果等待队列满了 ,并且正在运行的线程数量小于maximumpoolsize,那么线程池会创建一个新的线程(普通线程)来执行这个任务;

如果等待队列满了,并且正在运行的线程数量大于或等于maximumpoolsize,那么线程池会执行拒绝策略。

第三步,线程执⾏完毕后,线程并不会⽴即销毁,⽽是继续保持在池中等待下⼀个任务。

第四步,当线程空闲时间超出指定时间,且当前线程数量⼤于核⼼线程数时,线程会被回收。

线程池的主要参数有哪些?

线程池有 7 个参数,需要重点关注的有核⼼线程数、最⼤线程数、等待队列、拒绝策略。

①、corePoolSize:核⼼线程数,长期存活,执⾏任务的主力。

②、maximumPoolSize:线程池允许的最⼤线程数。

③、workQueue:任务队列,存储等待执⾏的任务。

④、handler:拒绝策略,任务超载时的处理⽅式。也就是线程数达到 maximumPoolSiz,任务队列也满了的时 候,就会触发拒绝策略。

⑤、threadFactory:线程⼯⼚,用于创建线程,可自定义线程名。

⑥、keepAliveTime:非核⼼线程的存活时间,空闲时间超过该值就销毁。

⑦、unit:keepAliveTime 参数的时间单位:

简单说一下参数之间的关系:

简单说,任务执行优先使用核心线程,核心线程占用完之后,任务会进入等待队列,队列满了之后,会启用非核心线程执行任务,线程池达到最大线程数量后会触发拒绝策略,非核心线程的空闲时间超过核心时间就会被回收。

核心线程数不够会怎么处理?

当提交的任务数超过了corePoolSize,但是小于最大线程数量,线程池会创建新的线程来处理任务。当提交的任务数超过了最大线程数时,线程池会根据拒绝策略来处理任务。

举个例子说一下这些参数的变化

假设⼀个场景,线程池的配置如下:

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corePoolSize = 5
 maximumPoolSize = 10
 keepAliveTime = 60秒
workQueue = LinkedBlockingQueue(容量为100)
handler = ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()

场景⼀:当系统启动后,有 10 个任务提交到线程池。 前 5 个任务会⽴即执⾏,因为核⼼线程数⾜够容纳它们。 随后的 5 个任务会被放⼊等待队列。

场景⼆:如果此时再有 100 个任务提交到线程池。 ⼯作队列已满,线程池会创建额外的线程来执⾏这些任务,直到线程总数达到 10。 如果任务继续增加,超过了⼯作队列+最⼤线程数的限制,新来的任务会被 AbortPolicy 拒绝,抛出 RejectedExecutionException 异常。

场景三:如果任务突然减少: 核⼼线程会⼀直运⾏,⽽超出核⼼线程数的线程,会在 60 秒后回收。

线程池的拒绝策略有哪些?

有四种:

AbortPolicy:默认的拒绝策略,会抛 RejectedExecutionException 异常。

CallerRunsPolicy:让提交任务的线程自己来执⾏这个任务,也就是调用 execute 方法的线程。

DiscardOldestPolicy:等待队列会丢弃队列中最老的⼀个任务,也就是队列中等待最久的任务,然后尝试重 新提交被拒绝的任务。

DiscardPolicy:丢弃被拒绝的任务,不做任何处理也不抛出异常。

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