• 深入浅出线程池


     一、线程

    1、什么是线程

    线程(thread)是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际 运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线 程并行执行不同的任务。

    2、如何创建线程

    2.1、JAVA中创建线程

    1. /**
    2. * 继承Thread类,重写run方法
    3. */
    4. class MyThread extends Thread {
    5. @Override
    6. public void run() {
    7. System.out.println("myThread..." + Thread.currentThread().getName());
    8. } }
    9. /**
    10. * 实现Runnable接口,实现run方法
    11. */
    12. class MyRunnable implements Runnable {
    13. @Override
    14. public void run() {
    15. System.out.println("MyRunnable..." + Thread.currentThread().getName());
    16. } }
    17. /**
    18. * 实现Callable接口,指定返回类型,实现call方法
    19. */
    20. class MyCallable implements Callable<String> {
    21. @Override
    22. public String call() throws Exception {
    23. return "MyCallable..." + Thread.currentThread().getName();
    24. } }

    2.2、测试一下

    1. public static void main(String[] args) throws Exception {
    2. MyThread thread = new MyThread();
    3. thread.run(); //myThread...main
    4. thread.start(); //myThread...Thread-0
    5. MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
    6. Thread thread1 = new Thread(myRunnable);
    7. myRunnable.run(); //MyRunnable...main
    8. thread1.start(); //MyRunnable...Thread-1
    9. MyCallable myCallable = new MyCallable();
    10. FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(myCallable);
    11. Thread thread2 = new Thread(futureTask);
    12. thread2.start();
    13. System.out.println(myCallable.call()); //MyCallable...main
    14. System.out.println(futureTask.get()); //MyCallable...Thread-2
    15. }

    2.3、问题

    既然我们创建了线程,那为何我们直接调用方法和我们调用start()方法的结果不同?new Thread() 是否真实创建了线程?

    2.4、问题分析

    我们直接调用方法,可以看到是执行的主线程,而调用start()方法就是开启了新线程,那说明new Thread()并没有创建线程,而是在start()中创建了线程。

    那我们看下Thread类start()方法:

    1. class Thread implements Runnable { //Thread类实现了Runnalbe接口,实现了run()方法
    2. private Runnable target;
    3. public synchronized void start() {
    4. ...
    5. boolean started = false;
    6. try {
    7. start0(); //可以看到,start()方法真实的调用时start0()方法
    8. started = true;
    9. } finally {
    10. ...
    11. }
    12. }
    13. private native void start0(); //start0()是一个native方法,由JVM调用底层操作系统,开启一个线程,由操作系统过统一调度
    14. @Override
    15. public void run() {
    16. if (target != null) {
    17. target.run(); //操作系统在执行新开启的线程时,回调Runnable接口的run()方法,执行我们预设的线程任务
    18. }
    19. }
    20. }

    2.5、总结

    1. JAVA不能直接创建线程执行任务,而是通过创建Thread对象调用操作系统开启线程,在由操作系 统回调Runnable接口的run()方法执行任务;

    2. 实现Runnable的方式,将线程实际要执行的回调任务单独提出来了,实现线程的启动与回调任务 解耦;

    3. 实现Callable的方式,通过Future模式不但将线程的启动与回调任务解耦,而且可以在执行完成后 获取到执行的结果;

    二、多线程

    1、什么是多线程

    多线程(multithreading),是指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术。同一个线程只 能处理完一个任务在处理下一个任务,有时我们需要多个任务同时处理,这时,我们就需要创建多 个线程来同时处理任务。

    2、多线程有什么好处

    2.1、串行处理

    1. public static void main(String[] args) throws Exception {
    2. System.out.println("start...");
    3. long start = System.currentTimeMillis();
    4. for (int i = 0; i < 5; i++) {
    5. Thread.sleep(2000); //每个任务执行2
    6. System.out.println("task done..."); //处理执行结果
    7. }
    8. long end = System.currentTimeMillis();
    9. System.out.println("end...,time = " + (end - start));
    10. }
    11. //执行结果
    12. start...
    13. task done...
    14. task done...
    15. task done...
    16. task done...
    17. task done... end...,time = 10043

    2.2、并行处理

    1. public static void main(String[] args) throws Exception {
    2. System.out.println("start...");
    3. long start = System.currentTimeMillis();
    4. List<Future> list = new ArrayList<>();
    5. for (int i = 0; i < 5; i++) {
    6. Callable<String> callable = new Callable<String>() {
    7. @Override
    8. public String call() throws Exception {
    9. Thread.sleep(2000); //每个任务执行2
    10. return "task done...";
    11. }
    12. };
    13. FutureTask task = new FutureTask(callable);
    14. list.add(task);
    15. new Thread(task).start();
    16. }
    17. list.forEach(future -> {
    18. try {
    19. System.out.println(future.get()); //处理执行结果 } catch (Exception e) {
    20. }
    21. });
    22. long end = System.currentTimeMillis();
    23. System.out.println("end...,time = " + (end - start));
    24. }
    25. //执行结果
    26. start...
    27. task done...
    28. task done...
    29. task done...
    30. task done...
    31. task done... end...,time = 2005

    2.3、总结

    1. 多线程可以把一个任务拆分为几个子任务,多个子任务可以并发执行,每一个子任务就是一个线程。

    2. 多线程是为了同步完成多项任务,不是为了提高运行效率,而是为了提高资源使用效率来提高系统 的效率。

    2.4、多线程的问题

    上面示例中我们可以看到,如果每来一个任务,我们就创建一个线程,有很多任务的情况下,我们 会创建大量的线程,可能会导致系统资源的耗尽。同时,我们知道线程的执行是需要抢占CPU资源 的,那如果有太多的线程,就会导致大量时间用在线程切换的开销上。

    再有,每来一个任务都需要创建一个线程,而创建一个线程需要调用操作系统底层方法,开销较 大,而线程执行完成后就被回收了。在需要大量线程的时候,创建线程的时间就花费不少了。

    三、线程池

    1、如何设计一个线程池

    由于多线程的开发存在上述的一些问题,那我们是否可以设计一个东西来避免这些问题呢?当然可以! 线程池就是为了解决这些问题而生的。那我们该如何设计一个线程池来解决这些问题呢?或者说,一个线程池该具备什么样的功能?

    1.1、线程池基本功能

    1. 多线程会创建大量的线程耗尽资源,那线程池应该对线程数量有所限制,可以保证不会耗尽系统资 源;

    2. 每次创建新的线程会增加创建时的开销,那线程池应该减少线程的创建,尽量复用已创建好的线 程;

    1.2、线程池面临问题

    1. 我们知道线程在执行完自己的任务后就会被回收,那我们如何复用线程?

    2. 我们指定了线程的最大数量,当任务数超出线程数时,我们该如何处理?

    1.3、创新源于生活

    先假设一个场景:假设我们是一个物流公司的管理人员,要配送的货物就是我们的任务,货车就是 我们配送工具,我们当然不能有多少货物就准备多少货车。那当顾客源源不断的将货物交给我们配 送,我们该如何管理才能让公司经营的最好呢?

    1. 最开始货物来的时候,我们还没有货车,每批要运输的货物我们都要购买一辆车来运输;

    2. 当货车运输完成后,暂时还没有下一批货物到达,那货车就在仓库停着,等有货物来了立马就可以 运输;

    3. 当我们有了一定数量的车后,我们认为已经够用了,那后面就不再买车了,这时要是由新的货物来 了,我们就会让货物先放仓库,等有车回来在配送;

    4. 当618大促来袭,要配送的货物太多,车都在路上,仓库也都放满了,那怎么办呢?我们就选择临 时租一些车来帮忙配送,提高配送的效率;

    5. 但是货物还是太多,我们增加了临时的货车,依旧配送不过来,那这时我们就没办法了,只能让发 货的客户排队等候或者干脆不接受了;

    6. 大促圆满完成后,累计的货物已经配送完成了,为了降低成本,我们就将临时租的车都还了;

    1.4、技术源于创新

    基于上述场景,物流公司就是我们的线程池、货物就是我们的线程任务、货车就是我们的线程。我 们如何设计公司的管理货车的流程,就应该如何设计线程池管理线程的流程。

    1. 当任务进来我们还没有线程时,我们就该创建线程执行任务;

    2. 当线程任务执行完成后,线程不释放,等着下一个任务进来后接着执行;

    3. 当创建的线程数量达到一定量后,新来的任务我们存起来等待空闲线程执行,这就要求线程池有个 存任务的容器;

    4. 当容器存满后,我们需要增加一些临时的线程来提高处理效率;

    5. 当增加临时线程后依旧处理不了的任务,那就应该将此任务拒绝;

    6. 当所有任务执行完成后,就应该将临时的线程释放掉,以免增加不必要的开销;

    2、线程池具体分析

    上文中,我们讲了该如何设计一个线程池,下面我们看看大神是如何设计的;

    2.1、 JAVA中的线程池是如何设计的

    2.1.1、 线程池设计

    看下线程池中的属性,了解线程池的设计。

    1. public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {
    2. //线程池的打包控制状态,用高3位来表示线程池的运行状态,低29位来表示线程池中工作线程的数量
    3. private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
    4. //值为29,用来表示偏移量
    5. private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
    6. //线程池的最大容量
    7. private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;
    8. //线程池的运行状态,总共有5个状态,用高3位来表示
    9. private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS; //接受新任务并处理阻塞队列中的任务
    10. private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS; //不接受新任务但会处理阻塞队列中的任务
    11. private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS; //不会接受新任务,也不会处理阻塞队列中的任务,并且中断正在运行的任务
    12. private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS; //所有任务都已终止, 工作线程数量为0,即将要执行terminated()钩子方法
    13. private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS; // terminated()方法已经执行结束
    14. //任务缓存队列,用来存放等待执行的任务
    15. private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;
    16. //全局锁,对线程池状态等属性修改时需要使用这个锁
    17. private final ReentrantLock mainLock = new ReentrantLock();
    18. //线程池中工作线程的集合,访问和修改需要持有全局锁
    19. private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();
    20. // 终止条件
    21. private final Condition termination = mainLock.newCondition();
    22. //线程池中曾经出现过的最大线程数
    23. private int largestPoolSize;
    24. //已完成任务的数量
    25. private long completedTaskCount;
    26. //线程工厂
    27. private volatile ThreadFactory threadFactory;
    28. //任务拒绝策略
    29. private volatile RejectedExecutionHandler handler;
    30. //线程存活时间
    31. private volatile long keepAliveTime;
    32. //是否允许核心线程超时
    33. private volatile boolean allowCoreThreadTimeOut;
    34. //核心池大小,若allowCoreThreadTimeOut被设置,核心线程全部空闲超时被回收的情况下会为0
    35. private volatile int corePoolSize;
    36. //最大池大小,不得超过CAPACITY
    37. private volatile int maximumPoolSize;
    38. //默认的任务拒绝策略
    39. private static final RejectedExecutionHandler defaultHandler = new AbortPolicy();
    40. //运行权限相关
    41. private static final RuntimePermission shutdownPerm =
    42. new RuntimePermission("modifyThread");
    43. ...
    44. }

    小结一下:以上线程池的设计可以看出,线程池的功能还是很完善的。

    1. 提供了线程创建、数量及存活时间等的管理;

    2. 提供了线程池状态流转的管理;

    3. 提供了任务缓存的各种容器;

    4. 提供了多余任务的处理机制;

    5. 提供了简单的统计功能;

    2.1.2、线程池构造函数
    1. //构造函数
    2. public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, //核心线程数
    3. int maximumPoolSize, //最大允许线程数
    4. long keepAliveTime, //线程存活时间
    5. TimeUnit unit, //存活时间单位
    6. BlockingQueue<Runnable> workQueue, //任务缓存队列
    7. ThreadFactory threadFactory, //线程工厂
    8. RejectedExecutionHandler handler) { //拒绝策略
    9. if (corePoolSize < 0 ||
    10. maximumPoolSize <= 0 ||
    11. maximumPoolSize < corePoolSize ||
    12. keepAliveTime < 0)
    13. throw new IllegalArgumentException();
    14. if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
    15. throw new NullPointerException();
    16. this.corePoolSize = corePoolSize;
    17. this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    18. this.workQueue = workQueue;
    19. this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    20. this.threadFactory = threadFactory;
    21. this.handler = handler;
    22. }

    小结一下:

    1. 构造函数告诉了我们可以怎样去适用线程池,线程池的哪些特性是我们可以控制的;
    2.1.3、线程池执行

    2.1.3.1、提交任务方法

    • public void execute(Runnable command);

    • Future submit(Runnable task);

    • Future submit(Runnable task, T result);

    • Future submit(Callable task);

    1. public Future<?> submit(Runnable task) {
    2. if (task == null) throw new NullPointerException();
    3. RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
    4. execute(ftask);
    5. return ftask;
    6. }

    可以看到submit方法的底层调用的也是execute方法,所以我们这里只分析execute方法;

    1. public void execute(Runnable command) {
    2. if (command == null)
    3. throw new NullPointerException();
    4. int c = ctl.get();
    5. //第一步:创建核心线程
    6. if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { //worker数量小于corePoolSize
    7. if (addWorker(command, true)) //创建worker
    8. return;
    9. c = ctl.get();
    10. }
    11. //第二步:加入缓存队列
    12. if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { //线程池处于RUNNING状态,将任务加入workQueue任务缓存队列
    13. int recheck = ctl.get();
    14. if (! isRunning(recheck) && remove(command)) //双重检查,若线程池状态关闭了,移除任务
    15. reject(command);
    16. else if (workerCountOf(recheck) == 0) //线程池状态正常,但是没有线程了,创建worker
    17. addWorker(null, false);
    18. }
    19. //第三步:创建临时线程
    20. else if (!addWorker(command, false))
    21. reject(command);
    22. }

    小结一下:execute()方法主要功能:

    1. 核心线程数量不足就创建核心线程;

    2. 核心线程满了就加入缓存队列;

    3. 缓存队列满了就增加非核心线程;

    4. 非核心线程也满了就拒绝任务;

    2.1.3.2、创建线程

    1. private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
    2. retry:
    3. for (;;) {
    4. int c = ctl.get();
    5. int rs = runStateOf(c);
    6. //等价于:rs>=SHUTDOWN && (rs != SHUTDOWN || firstTask != null || workQueue.isEmpty())
    7. //线程池已关闭,并且无需执行缓存队列中的任务,则不创建
    8. if (rs >= SHUTDOWN &&
    9. ! (rs == SHUTDOWN &&
    10. firstTask == null &&
    11. ! workQueue.isEmpty()))
    12. return false;
    13. for (;;) {
    14. int wc = workerCountOf(c);
    15. if (wc >= CAPACITY ||
    16. wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
    17. return false;
    18. if (compareAndIncrementWorkerCount(c)) //CAS增加线程数
    19. break retry;
    20. c = ctl.get(); // Re-read ctl
    21. if (runStateOf(c) != rs)
    22. continue retry;
    23. // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
    24. }
    25. }
    26. //上面的流程走完,就可以真实开始创建线程了
    27. boolean workerStarted = false;
    28. boolean workerAdded = false;
    29. Worker w = null;
    30. try {
    31. w = new Worker(firstTask); //这里创建了线程
    32. final Thread t = w.thread;
    33. if (t != null) {
    34. final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    35. mainLock.lock();
    36. try {
    37. // Recheck while holding lock.
    38. // Back out on ThreadFactory failure or if
    39. // shut down before lock acquired.
    40. int rs = runStateOf(ctl.get());
    41. if (rs < SHUTDOWN ||
    42. (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
    43. if (t.isAlive()) // precheck that t is startable
    44. throw new IllegalThreadStateException();
    45. workers.add(w); //这里将线程加入到线程池中
    46. int s = workers.size();
    47. if (s > largestPoolSize)
    48. largestPoolSize = s;
    49. workerAdded = true;
    50. }
    51. } finally {
    52. mainLock.unlock();
    53. }
    54. if (workerAdded) {
    55. t.start(); //添加成功,启动线程
    56. workerStarted = true;
    57. }
    58. }
    59. } finally {
    60. if (! workerStarted)
    61. addWorkerFailed(w); //添加线程失败操作
    62. }
    63. return workerStarted;
    64. }

    小结:addWorker()方法主要功能;

    1. 增加线程数;

    2. 创建线程Worker实例加入线程池;

    3. 加入完成开启线程;

    4. 启动失败则回滚增加流程;

    2.1.3.3、工作线程的实现

    1. private final class Worker //Worker类是ThreadPoolExecutor的内部类
    2. extends AbstractQueuedSynchronizer
    3. implements Runnable
    4. {
    5. final Thread thread; //持有实际线程
    6. Runnable firstTask; //worker所对应的第一个任务,可能为空
    7. volatile long completedTasks; //记录执行任务数
    8. Worker(Runnable firstTask) {
    9. setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker
    10. this.firstTask = firstTask;
    11. this.thread = getThreadFactory().newThread(this);
    12. }
    13. public void run() {
    14. runWorker(this); //当前线程调用ThreadPoolExecutor中的runWorker方法,在这里实现的线程复用
    15. }
    16. ...继承AQS,实现了不可重入锁...
    17. }

    小结:工作线程Worker类主要功能;

    1. 此类持有一个工作线程,不断处理拿到的新任务,持有的线程即为可复用的线程;

    2. 此类可看作一个适配类,在run()方法中真实调用runWorker()方法不断获取新任务,完成线程复用;

    2.1.3.4、线程的复用

    1. final void runWorker(Worker w) { //ThreadPoolExecutor中的runWorker方法,在这里实现的线程复用
    2. Thread wt = Thread.currentThread();
    3. Runnable task = w.firstTask;
    4. w.firstTask = null;
    5. w.unlock(); // allow interrupts
    6. boolean completedAbruptly = true; //标识线程是否异常终止
    7. try {
    8. while (task != null || (task = getTask()) != null) { //这里会不断从任务队列获取任务并执行
    9. w.lock();
    10. //线程是否需要中断
    11. if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
    12. (Thread.interrupted() &&
    13. runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
    14. !wt.isInterrupted())
    15. wt.interrupt();
    16. try {
    17. beforeExecute(wt, task); //执行任务前的Hook方法,可自定义
    18. Throwable thrown = null;
    19. try {
    20. task.run(); //执行实际的任务
    21. } catch (RuntimeException x) {
    22. thrown = x; throw x;
    23. } catch (Error x) {
    24. thrown = x; throw x;
    25. } catch (Throwable x) {
    26. thrown = x; throw new Error(x);
    27. } finally {
    28. afterExecute(task, thrown); //执行任务后的Hook方法,可自定义
    29. }
    30. } finally {
    31. task = null; //执行完成后,将当前线程中的任务制空,准备执行下一个任务
    32. w.completedTasks++;
    33. w.unlock();
    34. }
    35. }
    36. completedAbruptly = false;
    37. } finally {
    38. processWorkerExit(w, completedAbruptly); //线程执行完成后的清理工作
    39. }
    40. }

    小结:runWorker()方法主要功能;

    1. 循环从缓存队列中获取新的任务,直到没有任务为止;

    2. 使用worker持有的线程真实执行任务;

    3. 任务都执行完成后的清理工作;

    2.1.3.5、队列中获取待执行任务

    1. private Runnable getTask() {
    2. boolean timedOut = false; //标识当前线程是否超时未能获取到task对象
    3. for (;;) {
    4. int c = ctl.get();
    5. int rs = runStateOf(c);
    6. // Check if queue empty only if necessary.
    7. if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
    8. decrementWorkerCount();
    9. return null;
    10. }
    11. int wc = workerCountOf(c);
    12. // Are workers subject to culling?
    13. boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
    14. if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
    15. && (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
    16. if (compareAndDecrementWorkerCount(c)) //若线程存活时间超时,则CAS减去线程数量
    17. return null;
    18. continue;
    19. }
    20. try {
    21. Runnable r = timed ?
    22. workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) : //允许超时回收则阻塞等待
    23. workQueue.take(); //不允许则直接获取,没有就返回null
    24. if (r != null)
    25. return r;
    26. timedOut = true;
    27. } catch (InterruptedException retry) {
    28. timedOut = false;
    29. }
    30. }
    31. }

    小结:getTask()方法主要功能;

    1. 实际在缓存队列中获取待执行的任务;

    2. 在这里管理线程是否要阻塞等待,控制线程的数量;

    2.1.3.6、清理工作

    1. private void processWorkerExit(Worker w, boolean completedAbruptly) {
    2. if (completedAbruptly) // If abrupt, then workerCount wasn't adjusted
    3. decrementWorkerCount();
    4. final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    5. mainLock.lock();
    6. try {
    7. completedTaskCount += w.completedTasks;
    8. workers.remove(w); //移除执行完成的线程
    9. } finally {
    10. mainLock.unlock();
    11. }
    12. tryTerminate(); //每次回收完一个线程后都尝试终止线程池
    13. int c = ctl.get();
    14. if (runStateLessThan(c, STOP)) { //到这里说明线程池没有终止
    15. if (!completedAbruptly) {
    16. int min = allowCoreThreadTimeOut ? 0 : corePoolSize;
    17. if (min == 0 && ! workQueue.isEmpty())
    18. min = 1;
    19. if (workerCountOf(c) >= min)
    20. return; // replacement not needed
    21. }
    22. addWorker(null, false); //异常终止线程的话,需要在常见一个线程
    23. }
    24. }

    小结:processWorkerExit()方法主要功能;

    1. 真实完成线程池线程的回收;

    2. 调用尝试终止线程池;

    3. 保证线程池正常运行;

    2.1.3.7、尝试终止线程池

    1. final void tryTerminate() {
    2. for (;;) {
    3. int c = ctl.get();
    4. //若线程池正在执行、线程池已终止、线程池还需要执行缓存队列中的任务时,返回
    5. if (isRunning(c) ||
    6. runStateAtLeast(c, TIDYING) ||
    7. (runStateOf(c) == SHUTDOWN && ! workQueue.isEmpty()))
    8. return;
    9. //执行到这里,线程池为SHUTDOWN且无待执行任务 或 STOP 状态
    10. if (workerCountOf(c) != 0) {
    11. interruptIdleWorkers(ONLY_ONE); //只中断一个线程
    12. return;
    13. }
    14. //执行到这里,线程池已经没有可用线程了,可以终止了
    15. final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    16. mainLock.lock();
    17. try {
    18. if (ctl.compareAndSet(c, ctlOf(TIDYING, 0))) { //CAS设置线程池终止
    19. try {
    20. terminated(); //执行钩子方法
    21. } finally {
    22. ctl.set(ctlOf(TERMINATED, 0)); //这里将线程池设为终态
    23. termination.signalAll();
    24. }
    25. return;
    26. }
    27. } finally {
    28. mainLock.unlock();
    29. }
    30. // else retry on failed CAS
    31. }
    32. }

    小结:tryTerminate()方法主要功能;

    1. 实际尝试终止线程池;

    2. 终止成功则调用钩子方法,并且将线程池置为终态。

    2.2、JAVA线程池总结

    以上通过对JAVA线程池的具体分析我们可以看出,虽然流程看似复杂,但其实有很多内容都是状态重复校验、线程安全的保证等内容,其主要的功能与我们前面所提出的设计功能一致,只是额外增加了一些扩展,下面我们简单整理下线程池的功能;

    2.2.1、主要功能

    1. 线程数量及存活时间的管理;

    2. 待处理任务的存储功能;

    3. 线程复用机制功能;

    4. 任务超量的拒绝功能;

    2.2.2、扩展功能

    1. 简单的执行结果统计功能;

    2. 提供线程执行异常处理机制;

    3. 执行前后处理流程自定义;

    4. 提供线程创建方式的自定义;

    2.2.3、流程总结

    以上通过对JAVA线程池任务提交流程的分析我们可以看出,线程池执行的简单流程如下图所示;

    2.3、JAVA线程池使用

    线程池基本使用验证上述流程:

    1. public static void main(String[] args) throws Exception {
    2. //创建线程池
    3. ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
    4. 5, 10, 100, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue(5));
    5. //加入4个任务,小于核心线程,应该只有4个核心线程,队列为0
    6. for (int i = 0; i < 4; i++) {
    7. threadPoolExecutor.submit(new MyRunnable());
    8. }
    9. System.out.println("worker count = " + threadPoolExecutor.getPoolSize()); //worker count = 4
    10. System.out.println("queue size = " + threadPoolExecutor.getQueue().size()); //queue size = 0
    11. //再加4个任务,超过核心线程,但是没有超过核心线程 + 缓存队列容量,应该5个核心线程,队列为3
    12. for (int i = 0; i < 4; i++) {
    13. threadPoolExecutor.submit(new MyRunnable());
    14. }
    15. System.out.println("worker count = " + threadPoolExecutor.getPoolSize()); //worker count = 5
    16. System.out.println("queue size = " + threadPoolExecutor.getQueue().size()); //queue size = 3
    17. //再加4个任务,队列满了,应该5个热核心线程,队列5个,非核心线程2
    18. for (int i = 0; i < 4; i++) {
    19. threadPoolExecutor.submit(new MyRunnable());
    20. }
    21. System.out.println("worker count = " + threadPoolExecutor.getPoolSize()); //worker count = 7
    22. System.out.println("queue size = " + threadPoolExecutor.getQueue().size()); //queue size = 5
    23. //再加4个任务,核心线程满了,应该5个热核心线程,队列5个,非核心线程5个,最后一个拒绝
    24. for (int i = 0; i < 4; i++) {
    25. try {
    26. threadPoolExecutor.submit(new MyRunnable());
    27. } catch (Exception e) {
    28. e.printStackTrace(); //java.util.concurrent.RejectedExecutionException
    29. }
    30. }
    31. System.out.println("worker count = " + threadPoolExecutor.getPoolSize()); //worker count = 10
    32. System.out.println("queue size = " + threadPoolExecutor.getQueue().size()); //queue size = 5
    33. System.out.println(threadPoolExecutor.getTaskCount()); //共执行15个任务
    34. //执行完成,休眠15秒,非核心线程释放,应该5个核心线程,队列为0
    35. Thread.sleep(1500);
    36. System.out.println("worker count = " + threadPoolExecutor.getPoolSize()); //worker count = 5
    37. System.out.println("queue size = " + threadPoolExecutor.getQueue().size()); //queue size = 0
    38. //关闭线程池
    39. threadPoolExecutor.shutdown();
    40. }
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/wei_java144/article/details/133468465