Liang' Blog

内容提要 最近，在公司做了几次技术分享，将slides上的内容整理成博客。本文的主要内容包括如下几个部分： 背景 Java线程池类型 线程池参数与使用实例 ThreadPoolExecutor实现 总结 本文将主要讲解ThreadPoolExecutor的使用、参数解释以及内部实现，对于ScheduedThreadPoolExecutor与ForkJoinPool只会简单提及。 一、背景 我们为什么需要使用线程池，直接new Thread岂不是很方便？如果我们在编写Demo或者开发个小型的Java应用程序，那么这种方法的确没什么问题。但是如果我们在开发大型的企业级应用，那么直接创建线程是一种糟糕的实践，会造成如下问题： 直接new Thread使创建线程的代码分散在项目各个地方，不利于维护（指代码上的） 当你的Runnable执行完毕线程无法复用造成资源浪费 直接new Thread不遍于控制线程的数量（启动多少个线程不受限制，想new就new） 那么这些问题有什么缺点呢？对于第一条是显然的。对于第二条，你可能以为创建线程的代价和创建一个对象的代价差不多，但除了创建对象外，还可能会在OS层面创建线程（这取决于JVM实现）。线程是一种宝贵的资源（每个线程有自己的调用栈、PC、IR），频繁创建销毁开销很大。对于第三条，创建大量的线程显而易见会带来昂贵的调度开销，要知道线程调度需要做保留现场、恢复现场等一些列操作。 二、Java线程池类型 为了实现不同类型的线程池，定义了三个接口：Executor、 ExecutorService 、ScheduledExecutorService接口，他们都位于java.util.concurrent包下。 Executor：能够执行Runnable的简单接口，只含有execute一个方法 ExecutorService ：继承自Executor，添加了shutdown、submit、invokeAll等方法，以支持异步执行 ScheduledExecutorService：继承自ExecutorService，支持周期性地执行任务 Java线程池目前有三个实现，分别是ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor、ForkJoinPool。ThreadPoolExecutor可以根据构造方法实现不同类型的线程池（或者使用Executors类），但是不支持定时任务；ScheduledExecutorService支持定时执行；ForkJoinPool利用Fork-join框架，实现了work-stealing，对于执行时间差异很大的任务使用该类型线程池能够实现负载均衡。图1展示了他们直接的继承/实现关系。 三、线程池参数与使用实例 下面我们分别介绍这三个线程池的构造方法，这样我们才能够知道如何创建线程池。因为每种线程池都有多个构造方法，我们只介绍参数最复杂的那一个。 1. ThreadPoolExecutor 构造方法 corePoolSize: 当线程池中线程数量小于corePoolSize, 即使这些线程是空闲的，也不会被销毁。但如果调用方法allowCoreThreadTimeOut(true)，表示核心线程池的线程在没有任务到达的时候，keepAliveTime时间后销毁。 maximumPoolSize：限定线程池最大数量。当线程池中线程数达到corePoolSize时，且任务队列workQueue以及满了，就会创建新线程直到数量达到maxiumPoolSize。注意，如果workQueue是一个无界队列（unbounded）时，该参数是无效的，因为你无论添加多少任务workQueue都不会满。 keepAliveTime：当线程数大于corePoolSize时，多余线程的存活时间。 unit：keepAliveTime参数的时间单位 workQueue：用于存放尚未执行任务的队列，元素必须是Runnable。workQueue必须是一个阻塞队列，例如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue。 threadFactory：创建线程时所使用的线程工厂，默认为Executors.defaultThreadFactor。如果你想让创建的线程带有自定义name或者优先级时，可以传入自己实现的线程工厂。 handler：在某种情况下（下面会提到），无法提交任务所执行的处理策略。目前有如下内置的handler实现。 AbortPolicy 直接拒绝新任务，并抛出RejectedExecutionException异常 CallerRunsPolicy 用当前线程的execute方法执行被拒绝的任务，如果执行器已经关闭则丢弃任务 DiscardPolicy 默默地丢弃新到的任务 DiscardOldestPolicy 丢弃最老的一个未执行的任务并执行当前任务 线程池逻辑 图2描述了线程创建与入队的逻辑。如果从线程创建和入队的角度分别观察，能够整理出如下规则。 线程创建规则 当线程池中线程数量小于corePoolSize时，将会创建新线程（即使之前创建当线程处于空闲） 如果线程数量大于等于corePoolSize且小于maximumPoolSize时，只有队列已满才会创建新线程 入队规则 如果线程数量小于corePoolSize，优先创建线程而不入队…