java的线程池原理是什么
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在之前已经使用过线程池了。在使用中,基本上就是初始化好线程池的实例之后,把任务丢进去,等待调度执行就可以了。使用起来非常简单方便。
new Thread弊端
每次new Thread新建对象,性能差
线程缺乏统一管理,可能无限制的新建线程,相互竞争,有可能占用过多系统资源导致死机或者OOM
缺少更多功能,如更多执行、定期执行、线程中断
线程池的好处
重用存在的线程,减少对象创建、消亡的开销,性能好
可以有效控制最大并发线程数,提高系统资源利用率,同时可以避免过多资源竞争,避免阻塞
提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等高级功能
ThreadPoolExecutor
参数:
corePoolSize:核心线程数量。建议和cpu的核心数差不多,当有任务提交,检测当前线程池内的线程数小于corePoolSize的话,新建线程执行任务,而不会开始复用,会新建,直到达到corePoolSize。线程池内的线程数大于等于corePoolSize时,将任务放入workQueue等待。
maximumPoolSize:允许线程池内最大线程数。当队列满了之后,如果线程池内的线程数小于maximumPoolSize则新建线程,如果大于等于执行拒绝策略。
如果maximumPoolSize是30,corePoolSize是10,当队列满了后只能再开20个线程。workQueue:阻塞队列,存储等待执行的任务,很重要,会对线程池运行过程产生重大影响
keepAliveTime:线程没有任务执行时最多保持多久时间终止。线程池维护线程所允许的空闲时间。当线程池中的线程数量大于CorePoolSize时,如果这是没有新的任务提交,线程会等待,直到时间超过keepAliveTime才销毁。
unit:keepAliveTime的时间单位
threadFactory:线程工厂,用来创建线程,会有一个默认的工厂来创建线程。使用默认的工厂创建线程时,线程拥有相同的优先级,并且是非守护的线程,同时也设置了线程的名称。
rejectHandle:当拒绝处理任务时的策略。如果workQueue阻塞队列满了,并且没有空闲的线程时,这时还继续提交任务,我们就需要一种策略来处理这个任务。线程池总共提供了四种策略:
直接抛出异常,默认策略
用调用者所在的线程执行任务
丢弃队列中最靠前的任务,并执行当前任务
直接丢弃这个任务
如果运行的线程数小于CorePoolSize时,直接创建新线程创建任务,即使线程池中的其他线程是空闲的。
如果线程池中的线程数量大于等于CorePoolSize且小于maximumPoolSize时,则只有当wokQueue满时才创建新的线程去处理任务。
如果我们设置CorePoolSize与maximumPoolSize相等,那么创建的线程池大小是固定的,这时如果有新任务提交且workQueue还没满,就把请求放入workQueue中,等待空闲线程从workQueue中取任务进行处理。
如果运行的线程数量大于maximumPoolSize时,这时如果workQueue满,那么会通过一个拒绝策略参数来指定策略处理任务。
如果我们想降低系统资源的消耗,包括CPU的使用率、操作系统资源的消耗,可以设置一个较大的workQueue容量和较小的CorePoolSize容量,这样会降低线程处理的吞吐量。如果我们提交的任务经常发生阻塞,我们可以设置maximumPoolSize来设置线程池容量。如果我们队列容量较小,通常需要把maximumPoolSize设置大一些,这样CPU使用率会高一些。但是如果线程池容量设置过大,在提交人物数量过多的情况下,并发量会增加,那么线程间资源调度就是一个需要考虑的问题,反而会降低处理的吞吐量。
线程池状态
当我们初始化一个线程池之后,通常有上面几种状态。
running:可以接受新提交的任务,也能处理阻塞队列中的任务。
shutdown:关闭状态,当一个线程池实例处于shutdown状态时,不能再接收新提交的任务,但却可以继续处理阻塞队列中已经保存的任务。
stop:也不能接收新的任务,也不处理队列中的任务。会中断正在处理的线程任务。
tidying:所有任务都已经终止了,没有活动中的线程。当线程池进行该状态时候,会执行钩子方法terminated() 。
ThreadPoolExecutor中的方法
execute():提交任务,交给线程池执行
submit():提交任务,能够返回执行结果 相当于execute+Future
shutdown():关闭线程池,等待任务都执行完
shutdownNow():关闭线程池,不等待任务执行完
getTaskCount():线程池已执行和未执行的任务总数
getCompletedTaskCount():已完成的任务数量
getPoolSize():线程池当前的线程数量
getActiveCount():当前线程池中正在执行任务的线程数量
Executors框架接口
Executors.newCachedThreadPool:创建一个可缓存的线程池,如果线程池的长度超过了线程的需要,可以灵活回收空闲线程,如果没有回收的,可以新建线程
Executors.newFixedThreadPool:创建一个定长的线程池,可以控制线程的最大并发数,超出的线程会在队列中等待
Executors.newScheduledThreadPool:也是创建一个定长的线程池。支持定时以及周期性的任务执行。
Executors.newSingleThreadExecutor:创建一个单线程的线程池,会用唯一的工作线程来执行任务。保证所有任务按照指定顺序去执行(先入先出等)。
Executors.newCachedThreadPool示例代码:
@Slf4j public class ThreadPoolExample1 { public static void main(String[] args) { ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i< 10; i++){ final int index = i; executorService.execute(new Runnable() { @Override public void run() { log.info("task:{}", index); } }); } //一定要关闭线程池,否则程序不结束 executorService.shutdown(); } }
Executors.newSingleThreadExecutor示例代码:
@Slf4j public class ThreadPoolExample3 { public static void main(String[] args) { ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(); for (int i = 0; i< 10; i++){ final int index = i; executorService.execute(new Runnable() { @Override public void run() { log.info("task:{}", index); } }); } //一定要关闭线程池,否则程序不结束 executorService.shutdown(); } }
输出结果:
17:08:16.870 [pool-1-thread-1] INFO com.vincent.example.threadPool.ThreadPoolExample3 - task:0 17:08:16.875 [pool-1-thread-1] INFO com.vincent.example.threadPool.ThreadPoolExample3 - task:1 17:08:16.875 [pool-1-thread-1] INFO com.vincent.example.threadPool.ThreadPoolExample3 - task:2 17:08:16.875 [pool-1-thread-1] INFO com.vincent.example.threadPool.ThreadPoolExample3 - task:3 17:08:16.875 [pool-1-thread-1] INFO com.vincent.example.threadPool.ThreadPoolExample3 - task:4 17:08:16.875 [pool-1-thread-1] INFO com.vincent.example.threadPool.ThreadPoolExample3 - task:5 17:08:16.875 [pool-1-thread-1] INFO com.vincent.example.threadPool.ThreadPoolExample3 - task:6 17:08:16.875 [pool-1-thread-1] INFO com.vincent.example.threadPool.ThreadPoolExample3 - task:7 17:08:16.875 [pool-1-thread-1] INFO com.vincent.example.threadPool.ThreadPoolExample3 - task:8 17:08:16.875 [pool-1-thread-1] INFO com.vincent.example.threadPool.ThreadPoolExample3 - task:9
相当于单线程按顺序执行。
Executors.newScheduledThreadPool代码示例:
@Slf4j public class ThreadPoolExample4 { public static void main(String[] args) { ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(5); scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() { @Override public void run() { log.warn("schedule run"); } },1, 3, TimeUnit.SECONDS); //这里不需要关闭线程池 //scheduledExecutorService.shutdown(); } }
上面目的是:延迟1秒后,每个三秒执行一次任务,由于这个任务时不定的执行,因此这里不应该关闭线程池。如果需要关闭线程池的话,可以设置一个触发条件来关闭。类似于Timer类:
@Slf4j public class ThreadPoolExample4 { public static void main(String[] args) { Timer timer = new Timer(); timer.schedule(new TimerTask() { @Override public void run() { log.warn("timer run"); } }, new Date(), 5*1000); } }
线程池合理配置
CPU密集型任务,就需要尽量压榨CPU,参考值可以设置为NCPU+1
如果是IO密集型任务,参考值可以设置为2*NCPU
我们只用线程池主要是为了重用存在的线程,减少对象创建消亡,能有效控制最大线程并发数,可以避免过多的资源竞争和阻塞,也可以定时执行单线程与控制线程的执行性能比较好。 这不代表线程池应该随时随地用,一定要根据自己的实际场景来分析使用参数配置
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当前题目:java的线程池原理是什么
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