Java线程池——ThreadPoolExecutor的使用

1 线程池的创建

ThreadPoolExecutor有以下四个构造方法

• ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue)
• ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, RejectedExecutionHandler handler)
• ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory)
• ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler)

这里面需要几个参数

 

1  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prestartAllCoreThreads()方法，线程池会提前创建并启动所有基本线程。

 

2  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，按FIFO原则进行排序
• LinkedBlockingQueue:一个基于链表结构的阻塞队列，吞吐量高于ArrayBlockingQueue。静态工厂方法Excutors.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，吞吐量高于LinkedBlockingQueue，静态工厂方法Excutors.newCachedThreadPool()使用了这个队列
• PriorityBlockingQueue:一个具有优先级的无限阻塞队列。

3  maximumPoolSize（线程池最大数量）：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用了。

4 threadFactory（线程工厂）：可以通过线程工厂为每个创建出来的线程设置更有意义的名字，如开源框架guava

5 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还处理新提交的任务。它可以有如下四个选项：

• AbortPolicy:直接抛出异常，默认情况下采用这种策略
• 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

    更多的时候，我们应该通过实现RejectedExecutionHandler 接口来自定义策略，比如记录日志或持久化存储等。

6 keepAliveTime(线程活动时间):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，可以调大时间，提高线程利用率。

 

7 TimeUnit(线程活动时间的单位)：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）和纳秒（NANOSECONDS，千分之一微秒）。

 

 

2 提交任务

 

可以使用execute和submit两个方法向线程池提交任务

 

（1）execute方法用于提交不需要返回值的任务，利用这种方式提交的任务无法得知是否正常执行

（2） submit方法用于提交一个任务并带有返回值，这个方法将返回一个Future类型对象。可以通过这个返回对象判断任务是否执行成功，并且可以通过future.get()方法来获取返回值，get()方法会阻塞当前线程直到任务完成。

Future<?> future=threadPoolExecutor.submit(futureTask);
Object value=future.get();

3 关闭线程池

 

可以通过调用线程池的shutdown或shutdownNow方法来关闭线程池。他们的原理是遍历线程池中的工作线程，然后逐个调用线程的interrupt方法来中断线程，所以无响应中断的任务可能永远无法停止。但是他们存在一定的区别，shutdownNow首先将线程池的状态设置为STOP，然后尝试停止所有正在执行或暂停任务的线程，并返回等待执行任务的列表，而shutdown只是将线程池的状态设置成SHUTDOWN状态，然后中断所有正在执行的任务。

 

只要调用了这两个关闭方法的一个，isShutdown就会返回true。当所有的任务都关闭后，才表示线程池关闭成功，这是调用isTerminated方法会返回true。至于应该调用哪一种方法来关闭线程池，应该由提交到线程池的任务特性决定，通常调用shutdown方法来关闭线程池，如果任务不一定执行完，则可以调用shutdownNow方法。

 

4 合理配置线程池

要想合理地配置线程池，首先要分析任务特性

• 任务的性质：CPU密集型任务、IO密集型任务和混合型任务。
• 任务的优先级：高、中和低。
• 任务的执行时间：长、中和短。
• 任务的依赖性：是否依赖其他系统资源，如数据库连接。

性质不同的任务可以用不同规模的线程池分开处理。CPU密集型任务应该配置尽可能少的线程，如配置N+1个线程，N位CPU的个数。而IO密集型任务线程并不是一直在执行任务，则应配置尽可能多的线程，如2*N。混合型任务，如果可以拆分，将其拆分成一个CPU密集型任务和一个IO密集型任务，只要这两个任务执行的时间相差不是太大，那么分解后执行的吞吐量将高于串行执行的吞吐量

优先级不同的任务可以交给优先级队列PriorityBlcokingQueue来处理。

执行时间不同的任务可以交给不同规模的线程池来处理。

依赖数据库的任务，因此线程提交SQL后需要等待数据库返回结果，等待的时间越长，则CPU空闲时间越长，那么线程数应该设置的越大，这样能更好滴利用CPU。