与每次需要时都创建线程相比,线程池可以降低创建线程的开销,在线程执行结束后进行的是回收操作,提高对线程的复用。Java中主要使用的线程池是ThreadPoolExecutor,此外还有定时的线程池ScheduledThreadPoolExecutor。
Java里面线程池的顶级接口是Executor,但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池,而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是ExecutorService。
比较重要的几个类:
ExecutorService | 真正的线程池接口 |
ScheduledExecutorService | 和Time/TimeTask类似,解决需要任务重复执行的问题 |
ThreadPoolExecutor | ExecutorService的默认实现 |
SchedulesThreadPoolExecutor | 继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现,周期性任务调度的类实现 |
要配置一个线程池是比较复杂的,尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下,很有可能配置的线程池不是较优的,因此在Executors类里面提供了一些静态工厂,生成一些常用的线程池。
1. newSingleThreadExecutor
创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作,也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束,那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。
2.newFixedThreadPool
创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程,直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变,如果某个线程因为执行异常而结束,那么线程池会补充一个新线程。
3. newCachedThreadPool
创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程,
那么就会回收部分空闲(60秒不执行任务)的线程,当任务数增加时,此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制,线程池大小完全依赖于操作系统(或者说JVM)能够创建的最大线程大小。
4.newScheduledThreadPool
创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。
PS:但需要注意使用,newSingleThreadExecutor和newFixedThreadPool将超过处理的线程放在队列中,但工作线程较多时,会引起过多内存被占用,而后两者返回的线程池是没有线程上线的,所以在使用时需要当心,创建过多的线程容易引起服务器的宕机。
使用ThreadPoolExecutor自定义线程池,具体使用时需根据系统及JVM的配置设置适当的参数,下面是一示例:
ThreadPoolExecutor threadsPool = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, threadFactory, handler);
- corePoolSize(线程池的基本大小):当提交一个任务到线程池时,线程池会创建一个线程来执行任务,即使其他空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程,等到需要执行的任务数大于线程池基本大小时就不再创建。如果调用了线程池的prestartAllCoreThreads方法,线程池会提前创建并启动所有基本线程。
- maximumPoolSize(线程池最大大小):线程池允许创建的最大线程数。如果队列满了,并且已创建的线程数小于最大线程数,则线程池会再创建新的线程执行任务。值得注意的是如果使用了无界的任务队列这个参数就没什么效果。
- keepAliveTime(线程活动保持时间):线程池的工作线程空闲后,保持存活的时间。所以如果任务很多,并且每个任务执行的时间比较短,可以调大这个时间,提高线程的利用率。
- TimeUnit(线程活动保持时间的单位):可选的单位有天(DAYS),小时(HOURS),分钟(MINUTES),毫秒(MILLISECONDS),微秒(MICROSECONDS, 千分之一毫秒)和毫微秒(NANOSECONDS, 千分之一微秒)。
- workQueue(任务队列):用于保存等待执行的任务的阻塞队列。可以选择以下几个阻塞队列。
- 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。
- 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。
- 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。
- PriorityBlockingQueue:一个具有优先级得无限阻塞队列。
- ThreadFactory:用于设置创建线程的工厂,可以通过线程工厂给每个创建出来的线程设置更有意义的名字,Debug和定位问题时非常又帮助。
- handler:
RejectedExecutionHandler(饱和策略):当队列和线程池都满了,说明线程池处于饱和状态,那么必须采取一种策略处理提交的新任务。这个策略默认情况下是AbortPolicy,表示无法处理新任务时抛出异常。以下是JDK1.5提供的四种策略。n AbortPolicy:直接抛出异常。
- CallerRunsPolicy:只用调用者所在线程来运行任务。
- DiscardOldestPolicy:丢弃队列里最近的一个任务,并执行当前任务。
- DiscardPolicy:不处理,丢弃掉。
- 当然也可以根据应用场景需要来实现RejectedExecutionHandler接口自定义策略。如记录日志或持久化不能处理的任务。
package com.vrv.linkdood_util;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
/**
* <B>说 明<B/>:
*
* @author 作者名:冯龙淼
* E-mail:[email protected]
*
* @version 版 本 号:1.0.<br/>
* 创建时间:2018年2月28日 下午2:35:49
*/
public class ThreadsPoolTest {
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ExecutorMain.class);
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
int corePoolSize = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
logger.info("poolSize is: "+corePoolSize);
ThreadPoolExecutor threadsPool = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, corePoolSize, 100, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>(100));
Callable<String> task = new Callable<String>() {
@Override
public String call() throws Exception {
say();
return "world";
}
};
Future<String> submit = threadsPool.submit(task);
logger.info(submit.get());
threadsPool.shutdown();
}
public static void say(){
logger.info("hello");
}
}
[18/02/28 15:37:33:791][ INFO][com.vrv.linkdood_util.ThreadsPool.main(ThreadsPool.java:28)] poolSize is: 4
[18/02/28 15:37:33:797][ INFO][com.vrv.linkdood_util.ThreadsPool.say(ThreadsPool.java:43)] hello
[18/02/28 15:37:33:797][ INFO][com.vrv.linkdood_util.ThreadsPool.main(ThreadsPool.java:39)] world