JUC - ThreadPoolExecutor

JUC - ThreadPoolExecutor

创建一个ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize, // 保留在池中的线程数,即使空闲了也保留(除非设置了{@code allowCoreThreadTimeOut})
int maximumPoolSize, // 池中允许的最大线程数
long keepAliveTime, // 当maximumPoolSize>corePoolSize时,多余空闲线程等待任务的时间
TimeUnit unit, // {@code keepAliveTime}参数的时间单位
BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 在task执行之前暂存task.队列只接纳被 {@code execute}方法提交的{@code Runnable}task
ThreadFactory threadFactory, // 创建执行task线程的工厂
RejectedExecutionHandler handler // 如果达到线程界限或者队列容量,拒绝任务执行的处理
)

参数限制

• 满足以下条件之一则抛出IllegalArgumentException
  • corePoolSize < 0
  • keepAliveTime < 0
  • maximumPoolSize <= 0
  • maximumPoolSize < corePoolSize
• 抛出NullPointerException
  • threadFactory == null
  • handler == null

参数补充说明

• corePoolSize : 如果当前线程总数小于corePoolSize，则新建的是核心线程，如果超过corePoolSize，则新建的是非核心线程
• keepAliveTime : 指该线程池中非核心线程闲置超时时长, 超过这个参数所设定的时长，就会被销毁掉, 如果设置allowCoreThreadTimeOut = true，则会作用于核心线程
• unit : TimeUnit时间
• maximumPoolSize : 线程总数 = 核心线程数 + 非核心线程数
• workQueue : 当核心线程都在工作时,新添加的任务会被添加到这个队列中等待处理，如果队列满了，则新建非核心线程执行任务
  • ArrayBlockingQueue : 构造函数一定要传大小
  • LinkedBlockingQueue : 构造函数不传大小会默认为Integer.MAX_VALUE，当大量请求任务时，容易造成内存耗尽.由于这个队列没有最大值限制，即所有超过核心线程数的任务都将被添加到队列中，这也就导致了maximumPoolSize的设定失效，因为总线程数永远不会超过corePoolSize
  • SynchronousQueue : 同步队列，一个没有存储空间的阻塞队列 ，将任务同步交付给工作线程.此队列通常要求无界 maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务
  • PriorityBlockingQueue : 优先队列
  • DelayQueue : 传进去的任务必须先实现Delayed接口。这个队列接收到任务时，首先先入队，只有达到了指定的延时时间，才会执行任务
• threadFactory : 线程工厂(默认值Executors.defaultThreadFactory())
• handler : 拒绝策略
  • AbortPolicy(默认) : 直接抛弃
  • CallerRunsPolicy : 拒绝这个任务，不在ThreadPoolExecutor线程池中的线程中运行，而是调用当前线程池的所在的线程去执行被拒绝的任务
  • DiscardOldestPolicy : 抛弃队列中最久的任务（最先加入队列的任务）,再把这个新任务添加到队列中去。
  • DiscardPolicy : 线程池默默丢弃这个被拒绝的任务，不会抛出异常。

执行过程

• 1.当线程池小于corePoolSize时，新提交任务将创建一个新线程执行任务，即使此时线程池中存在空闲线程。
• 2.当线程池达到corePoolSize时，新提交任务将被放入workQueue中，等待线程池中任务调度执行
• 3.当workQueue已满，且maximumPoolSize>corePoolSize时，新提交任务会创建新线程执行任务
• 4.当提交任务数超过maximumPoolSize时，新提交任务由RejectedExecutionHandler处理
• 5.当线程池中超过corePoolSize线程，空闲时间达到keepAliveTime时，关闭空闲线程
• 6.当设置allowCoreThreadTimeOut(true)时，线程池中corePoolSize线程空闲时间达到keepAliveTime也将关闭

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Executors中常见的ThreadPoolExecutor

• 单个线程池: Executors.newSingleThreadExecutor() || Executors.newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory)
  • new ThreadPoolExecutor(1, 1,
    
    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
    
    new LinkedBlockingQueue())
  • new ThreadPoolExecutor(1, 1,
    
    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
    
    new LinkedBlockingQueue(),
    
    threadFactory)
  • 创建单个线程
• 固定线程池: Executors.newFixedThreadPool(int nThreads) || Executors.newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory)
  • new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
    
    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
    
    new LinkedBlockingQueue())
  • new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
    
    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
    
    new LinkedBlockingQueue(),
    
    threadFactory);
  • 核心线程和最大线程相同,并且不过期
• 缓存线程池: Executors.newCachedThreadPool() || Executors.newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory)
  • new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
    
    60L, TimeUnit.SECONDS,
    
    new SynchronousQueue())
  • new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
    
    60L, TimeUnit.SECONDS,
    
    new SynchronousQueue(),
    
    threadFactory)
  • 核心线程为0,并且阻塞队列为SynchronousQueue,按需创建线程,默认过期时间60s
• 调度线程池: Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize) || Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory)
  • new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
    
    0, TimeUnit.NANOSECONDS,
    
    new DelayedWorkQueue())
  • new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
    
    0, TimeUnit.NANOSECONDS,
    
    new DelayedWorkQueue(),
    
    threadFactory)
  • 可以调度命令以在给定延迟后运行或定期执行
• 窃取线程池: Executors.newWorkStealingPool() || Executors.newWorkStealingPool(int parallelism)
  • new ForkJoinPool
    
    (Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
    
    ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
    
    null, true);
  • new ForkJoinPool
    
    (parallelism,
    
    ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
    
    null, true)
  • 窃取线程是ForkJoinPool的拓展(分治算法),创建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,适合很耗时间的任务

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参考阅读

• Java Thread Pool – ThreadPoolExecutor Example
• ThreadPoolExecutor – Java Thread Pool Example
• Java 多线程（5）：Fork/Join 型线程池与 Work-Stealing 算法