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1.为什么要使用线程池?
创建线程和销毁线程的花销是比较大的,这些时间有可能比处理业务的时间还要长。这样频繁的创建线程和销毁线程,再加上业务工作线程,消耗系统资源的时间,可能导致系统资源不足。(我们可以把创建和销毁的线程的过程去掉)
2.线程池有什么作用?
线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。
1、提高效率 创建好一定数量的线程放在池中,等需要使用的时候就从池中拿一个,这要比需要的时候创建一个线程对象要快的多。
2、方便管理 可以编写线程池管理代码对池中的线程同一进行管理,比如说启动时有该程序创建100个线程,每当有请求的时候,就分配一个线程去工作,如果刚好并发有101个请求,那多出的这一个请求可以排队等候,避免因无休止的创建线程导致系统崩溃。
3.常见的线程池
1.newSingleThreadExecutor
创建一个单线程化的线程池,它只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。
2.newFixedThreadPool
创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待。
3.newCachedThreadPool
创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。
4.newScheluedThreadPool
创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。
4.线程池中的参数
1.corePoolSize:核心线程数
2.maximunPoolSize:最大线程数
3.keepAliveTime:存活时间
4.util:存活时间的单位
5.workQueue:工作队列
6.threadFactory:线程工厂
7.handler:拒绝策略
5.拒绝策略
RejectedExecutionHandler接口提供了拒绝任务处理的自定义方法的机会
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AbortPolicy策略:该策略会直接抛出异常,阻止系统正常工作。
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CallerRunsPolicy 策略:只要线程池未关闭,该策略直接在调用者线程中,运行当前的被丢弃的任务。
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DiscardOleddestPolicy策略: 该策略将丢弃最老的一个请求,也就是即将被执行的任务,并尝试再次提交当前任务。
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DiscardPolicy策略:该策略默默的丢弃无法处理的任务,不予任何处理。
除了JDK默认提供的四种拒绝策略,我们可以根据自己的业务需求去自定义拒绝策略,自定义的方式很简单,直接实现RejectedExecutionHandler接口即可。
6.execute和submit
execute适合于不需要关注返回值,只需要将线程丢到线程池中去执行就可以了。
submit适合关注于返回值
7.五种线程池的使用场景
newSingleThreadExecutor:一个单线程的线程池,可以用于需要保证顺序执行的场景,并且只有一个线程在执行。
newFixedThreadPool:一个固定大小的线程池,可以用于已知并发压力的情况下,对线程数做限制。
newCachedThreadPool:一个可以无限扩大的线程池,比较适合处理执行时间比较小的任务。
newScheduledThreadPool:可以延时启动,定时启动的线程池,适用于需要多个后台线程执行周期任务的场景。
newWorkStealingPool:一个拥有多个任务队列的线程池,可以减少连接数,创建当前可用cpu数量的线程来并行执行。
8.线程池的关闭
关闭线程池可以调用shutdownNow和shutdown两个方法来实现
shutdownNow:对正在执行的任务全部发出interrupt(),停止执行,对还未开始执行的任务全部取消,并且返回还没开始的任务列表。
shutdown:当我们调用shutdown后,线程池将不再接受新的任务,但也不会去强制终止已经提交或者正在执行中的任务。
9.初始化线程池时线程数的选择
如果任务是IO密集型,一般线程数需要设置2倍CPU数以上,以此来尽量利用CPU资源。
如果任务是CPU密集型,一般线程数量只需要设置CPU数加1即可,更多的线程数也只能增加上下文切换,不能增加CPU利用率。
10.线程池都有哪几种工作队列
1、ArrayBlockingQueue
是一个基于数组结构的有界阻塞队列,此队列按 FIFO(先进先出)原则对元素进行排序。
2、LinkedBlockingQueue
一个基于链表结构的阻塞队列,此队列按FIFO (先进先出) 排序元素,吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool()使用了这个队列
3、SynchronousQueue
一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作,否则插入操作一直处于阻塞状态,吞吐量通常要高于LinkedBlockingQueue,静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。
4、PriorityBlockingQueue
一个具有优先级的无限阻塞队列。
11.线程池的运行流程
12.为什么不建议使用 Executors静态工厂构建线程池
线程池不允许使用Executors去创建,而是通过ThreadPoolExecutor的方式,这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则,规避资源耗尽的风险
说明:Executors返回的线程池对象的弊端如下:
1:FixedThreadPool 和 SingleThreadPool:
允许的请求队列(底层实现是LinkedBlockingQueue)长度为Integer.MAX_VALUE,可能会堆积大量的请求,从而导致OOM
2:CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool
允许的创建线程数量为Integer.MAX_VALUE,可能会创建大量的线程,从而导致OOM。
创建线程池的正确姿势
避免使用Executors创建线程池,主要是避免使用其中的默认实现,那么我们可以自己直接调用ThreadPoolExecutor的构造函数来自己创建线程池。在创建的同时,给BlockQueue指定容量就可以了。
private static ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(10, 10,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue(10));
13.如何自定义拒绝策略
1、DiscardPolicy: 默默丢弃无法处理的任务,不予任何处理
2、DiscardOldestPolicy: 丢弃队列中最老的任务, 尝试再次提交当前任务
3、AbortPolicy: 直接抛异常,阻止系统正常工作。
4、CallerRunsPolicy: 将任务分给调用线程来执行,运行当前被丢弃的任务,这样做不会真的丢弃任务,但是提交的线程性能有可能急剧下降。
拒绝策略的接口实现
public interface RejectedExecutionHandler {
void rejectedExecution(Runnable r,
ThreadPoolExecutor executor);
}
自定义拒绝策略的代码示例
public class RejectThreadPoolDemo {
public static class MyTask implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println(System.currentTimeMillis()
+ ":Thread ID:" + Thread.currentThread().getId());
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
MyTask myTask = new MyTask();
ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(5, 5, 0L,
TimeUnit.SECONDS,
new LinkedBlockingDeque<Runnable>(10),
Executors.defaultThreadFactory()
, new RejectedExecutionHandler() {
@Override
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
//打印丢弃的任务
System.out.println(r.toString() + " is discard");
}
});
for (int i = 0; i < 100; i++) {
executorService.submit(myTask);
Thread.sleep(10);
}
}
}
需要实现RejectedExecutionHandler接口中的RejectedExecution方法,中间有2个参数分别为Runnable和ThreadPoolExecutor参数