Java多线程之线程池七个参数详解
ThreadPoolExecutor是JDK中的线程池实现,这个类实现了一个线程池需要的各个方法,它提供了任务提交、线程管理、监控等方法。
下面是ThreadPoolExecutor类的构造方法源码,其他创建线程池的方法最终都会导向这个构造方法,共有7个参数:corePoolSize、maximumPoolSize、keepAliveTime、unit、workQueue、threadFactory、handler。
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; }
这些参数都通过volatile修饰:
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService { private final BlockingQueue<Runnable> workQueue; private volatile ThreadFactory threadFactory; private volatile RejectedExecutionHandler handler; private volatile long keepAliveTime; // 是否允许核心线程被回收 private volatile boolean allowCoreThreadTimeOut; private volatile int corePoolSize; private volatile int maximumPoolSize; }
corePoolSize:核心线程数
线程池维护的最小线程数量,核心线程创建后不会被回收(注意:设置allowCoreThreadTimeout=true后,空闲的核心线程超过存活时间也会被回收)。
大于核心线程数的线程,在空闲时间超过keepAliveTime后会被回收。
线程池刚创建时,里面没有一个线程,当调用 execute() 方法添加一个任务时,如果正在运行的线程数量小于corePoolSize,则马上创建新线程并运行这个任务。
maximumPoolSize:最大线程数
线程池允许创建的最大线程数量。
当添加一个任务时,核心线程数已满,线程池还没达到最大线程数,并且没有空闲线程,工作队列已满的情况下,创建一个新线程,然后从工作队列的头部取出一个任务交由新线程来处理,而将刚提交的任务放入工作队列尾部。
keepAliveTime:空闲线程存活时间
当一个可被回收的线程的空闲时间大于keepAliveTime,就会被回收。
可被回收的线程:
设置allowCoreThreadTimeout=true的核心线程。大于核心线程数的线程(非核心线程)。
unit:时间单位
keepAliveTime的时间单位:
TimeUnit.NANOSECONDS TimeUnit.MICROSECONDS TimeUnit.MILLISECONDS // 毫秒 TimeUnit.SECONDS TimeUnit.MINUTES TimeUnit.HOURS TimeUnit.DAYS
workQueue:工作队列
新任务被提交后,会先添加到工作队列,任务调度时再从队列中取出任务。工作队列实现了BlockingQueue接口。
JDK默认的工作队列有五种:
1.ArrayBlockingQueue 数组型阻塞队列:数组结构,初始化时传入大小,有界,FIFO,使用一个重入锁,默认使用非公平锁,入队和出队共用一个锁,互斥。
2。LinkedBlockingQueue 链表型阻塞队列:链表结构,默认初始化大小为Integer.MAX_VALUE,有界(近似无解),FIFO,使用两个重入锁分别控制元素的入队和出队,用Condition进行线程间的唤醒和等待。
3.SynchronousQueue 同步队列:容量为0,添加任务必须等待取出任务,这个队列相当于通道,不存储元素。
4.PriorityBlockingQueue 优先阻塞队列:无界,默认采用元素自然顺序升序排列。
5.DelayQueue 延时队列:无界,元素有过期时间,过期的元素才能被取出。
threadFactory:线程工厂
创建线程的工厂,可以设定线程名、线程编号等。
默认线程工厂:
/** * The default thread factory */ static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory { private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1); private final ThreadGroup group; private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1); private final String namePrefix; DefaultThreadFactory() { SecurityManager s = System.getSecurityManager(); group = (s != null) ? s.getThreadGroup() : Thread.currentThread().getThreadGroup(); namePrefix = "pool-" + poolNumber.getAndIncrement() + "-thread-"; } public Thread newThread(Runnable r) { Thread t = new Thread(group, r, namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(), 0); if (t.isDaemon()) t.setDaemon(false); if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY) t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY); return t; } }
handler:拒绝策略
当线程池线程数已满,并且工作队列达到限制,新提交的任务使用拒绝策略处理。可以自定义拒绝策略,拒绝策略需要实现RejectedExecutionHandler接口。
JDK默认的拒绝策略有四种:
1.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
2.DiscardPolicy:丢弃任务,但是不抛出异常。可能导致无法发现系统的异常状态。
3.DiscardOldestPolicy:丢弃队列最前面的任务,然后重新提交被拒绝的任务。
4.CallerRunsPolicy:由调用线程处理该任务。
默认拒绝策略:
/** * The default rejected execution handler */ private static final RejectedExecutionHandler defaultHandler = new AbortPolicy(); public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler { /** * Creates an {@code AbortPolicy}. */ public AbortPolicy() { } /** * Always throws RejectedExecutionException. * * @param r the runnable task requested to be executed * @param e the executor attempting to execute this task * @throws RejectedExecutionException always */ public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() + " rejected from " + e.toString()); } }
自定义线程池工具
import java.util.concurrent.*; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; /** * 线程池工厂工具 * * @author 向振华 * @date 2021/04/11 10:24 */ public class ThreadPoolFactory { /** * 生成固定大小的线程池 * * @param threadName 线程名称 * @return 线程池 */ public static ExecutorService createFixedThreadPool(String threadName) { AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(0); return new ThreadPoolExecutor( // 核心线程数 desiredThreadNum(), // 最大线程数 desiredThreadNum() * 2, // 空闲线程存活时间 60L, // 空闲线程存活时间单位 TimeUnit.SECONDS, // 工作队列 new ArrayBlockingQueue<>(1024), // 线程工厂 new ThreadFactory() { @Override public Thread newThread(Runnable r) { return new Thread(r, threadName + "-" + threadNumber.getAndIncrement()); } }, // 拒绝策略 new RejectedExecutionHandler() { @Override public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) { if (!executor.isShutdown()) { try { //尝试阻塞式加入任务队列 executor.getQueue().put(r); } catch (Exception e) { //保持线程的中断状态 Thread.currentThread().interrupt(); } } } }); } /** * 理想的线程数,使用 2倍cpu核心数 */ public static int desiredThreadNum() { return Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2; } }
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