聲明

本文是從前同事Blankj的開源項(xiàng)目安卓 offer 收割基拷貝過來僅作為自己的知識(shí)點(diǎn)
的收集。

線程池

優(yōu)點(diǎn)

1. 降低資源消耗：通過重復(fù)利用已創(chuàng)建的線程降低線程創(chuàng)建和銷毀造成的消耗；
2. 提高響應(yīng)速度：當(dāng)任務(wù)到達(dá)時(shí)，任務(wù)可以不需要等到線程創(chuàng)建就能立即執(zhí)行；
3. 提高線程的可管理性：線程是稀缺資源，如果無限制的創(chuàng)建，不僅會(huì)消耗系統(tǒng)資源，還會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使用線程池可以進(jìn)行統(tǒng)一的分配，調(diào)優(yōu)和監(jiān)控。

介紹

ThreadPoolExecutor

Java 為我們提供了 ThreadPoolExecutor 來創(chuàng)建一個(gè)線程池，其完整構(gòu)造函數(shù)如下所示：

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

• int corePoolSize（核心線程數(shù)）：線程池新建線程的時(shí)候，如果當(dāng)前線程總數(shù)小于corePoolSize，則新建的是核心線程，如果超過corePoolSize，則新建的是非核心線程；核心線程默認(rèn)情況下會(huì)一直存活在線程池中，即使這個(gè)核心線程啥也不干(閑置狀態(tài))；如果設(shè)置了 allowCoreThreadTimeOut 為 true，那么核心線程如果不干活(閑置狀態(tài))的話，超過一定時(shí)間(時(shí)長下面參數(shù)決定)，就會(huì)被銷毀掉。

• int maximumPoolSize（線程池能容納的最大線程數(shù)量）：線程總數(shù) = 核心線程數(shù) + 非核心線程數(shù)。

• long keepAliveTime（非核心線程空閑存活時(shí)長）：非核心線程空閑時(shí)長超過該時(shí)長將會(huì)被回收，主要應(yīng)用在緩存線程池中，當(dāng)設(shè)置了 allowCoreThreadTimeOut 為 true 時(shí)，對核心線程同樣起作用。

• TimeUnit unit（keepAliveTime 的單位）：它是一個(gè)枚舉類型，常用的如：TimeUnit.SECONDS（秒）、TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）。

• BlockingQueue workQueue（任務(wù)隊(duì)列）：當(dāng)所有的核心線程都在干活時(shí)，新添加的任務(wù)會(huì)被添加到這個(gè)隊(duì)列中等待處理，如果隊(duì)列滿了，則新建非核心線程執(zhí)行任務(wù)，常用的 workQueue 類型：

  1. SynchronousQueue：這個(gè)隊(duì)列接收到任務(wù)的時(shí)候，會(huì)直接提交給線程處理，而不保留它，如果所有線程都在工作怎么辦？那就新建一個(gè)線程來處理這個(gè)任務(wù)！所以為了保證不出現(xiàn) 線程數(shù)達(dá)到了 maximumPoolSize 而不能新建線程 的錯(cuò)誤，使用這個(gè)類型隊(duì)列的時(shí)候，maximumPoolSize 一般指定成 Integer.MAX_VALUE，即無限大。

  2. LinkedBlockingQueue：這個(gè)隊(duì)列接收到任務(wù)的時(shí)候，如果當(dāng)前線程數(shù)小于核心線程數(shù)，則新建線程(核心線程)處理任務(wù)；如果當(dāng)前線程數(shù)等于核心線程數(shù)，則進(jìn)入隊(duì)列等待。由于這個(gè)隊(duì)列沒有最大值限制，即所有超過核心線程數(shù)的任務(wù)都將被添加到隊(duì)列中，這也就導(dǎo)致了 maximumPoolSize 的設(shè)定失效，因?yàn)榭偩€程數(shù)永遠(yuǎn)不會(huì)超過 corePoolSize。

  3. ArrayBlockingQueue：可以限定隊(duì)列的長度，接收到任務(wù)的時(shí)候，如果沒有達(dá)到 corePoolSize 的值，則新建線程(核心線程)執(zhí)行任務(wù)，如果達(dá)到了，則入隊(duì)等候，如果隊(duì)列已滿，則新建線程(非核心線程)執(zhí)行任務(wù)，又如果總線程數(shù)到了 maximumPoolSize，并且隊(duì)列也滿了，則發(fā)生錯(cuò)誤。

  4. DelayQueue：隊(duì)列內(nèi)元素必須實(shí)現(xiàn) Delayed 接口，這就意味著你傳進(jìn)去的任務(wù)必須先實(shí)現(xiàn) Delayed 接口。這個(gè)隊(duì)列接收到任務(wù)時(shí)，首先先入隊(duì)，只有達(dá)到了指定的延時(shí)時(shí)間，才會(huì)執(zhí)行任務(wù)。

• ThreadFactory threadFactory（線程工廠）：用來創(chuàng)建線程池中的線程，通常用默認(rèn)的即可。

• RejectedExecutionHandler handler（拒絕策略）：在線程池已經(jīng)關(guān)閉的情況下和任務(wù)太多導(dǎo)致最大線程數(shù)和任務(wù)隊(duì)列已經(jīng)飽和，無法再接收新的任務(wù)，在上面兩種情況下，只要滿足其中一種時(shí)，在使用 execute() 來提交新的任務(wù)時(shí)將會(huì)拒絕，線程池提供了以下 4 種策略：

  1. AbortPolicy：默認(rèn)策略，在拒絕任務(wù)時(shí)，會(huì)拋出RejectedExecutionException。

  2. CallerRunsPolicy：只要線程池未關(guān)閉，該策略直接在調(diào)用者線程中，運(yùn)行當(dāng)前的被丟棄的任務(wù)。

  3. DiscardOldestPolicy：該策略將丟棄最老的一個(gè)請求，也就是即將被執(zhí)行的任務(wù)，并嘗試再次提交當(dāng)前任務(wù)。

  4. DiscardPolicy：該策略默默的丟棄無法處理的任務(wù)，不予任何處理。

線程池執(zhí)行策略

當(dāng)一個(gè)任務(wù)要被添加進(jìn)線程池時(shí)，有以下四種執(zhí)行策略：

1. 線程數(shù)量未達(dá)到 corePoolSize，則新建一個(gè)線程（核心線程）執(zhí)行任務(wù)。
2. 線程數(shù)量達(dá)到了 corePoolsSize，則將任務(wù)移入隊(duì)列等待。
3. 隊(duì)列已滿，新建非核心線程執(zhí)行任務(wù)。
4. 隊(duì)列已滿，總線程數(shù)又達(dá)到了 maximumPoolSize，就會(huì)由 RejectedExecutionHandler 拋出異常。

其流程圖如下所示：

image

常見的四類線程池

常見的四類線程池分別有 FixedThreadPool、SingleThreadExecutor、ScheduledThreadPool 和 CachedThreadPool，它們其實(shí)都是通過 ThreadPoolExecutor 創(chuàng)建的，其參數(shù)如下表所示：

如果你不想自己寫一個(gè)線程池，那么你可以從上面看看有沒有符合你要求的（一般都?jí)蛴昧耍绻?，那么很好你直接用就行了，如果沒有，那你就老老實(shí)實(shí)自己去寫一個(gè)吧。

合理地配置線程池

需要針對具體情況而具體處理，不同的任務(wù)類別應(yīng)采用不同規(guī)模的線程池，任務(wù)類別可劃分為 CPU 密集型任務(wù)、IO 密集型任務(wù)和混合型任務(wù)。

• CPU 密集型任務(wù)：線程池中線程個(gè)數(shù)應(yīng)盡量少，推薦配置為 (CPU 核心數(shù) + 1)；

• IO 密集型任務(wù)：由于 IO 操作速度遠(yuǎn)低于 CPU 速度，那么在運(yùn)行這類任務(wù)時(shí)，CPU 絕大多數(shù)時(shí)間處于空閑狀態(tài)，那么線程池可以配置盡量多些的線程，以提高 CPU 利用率，推薦配置為 (2 * CPU 核心數(shù) + 1)；

• 混合型任務(wù)：可以拆分為 CPU 密集型任務(wù)和 IO 密集型任務(wù)，當(dāng)這兩類任務(wù)執(zhí)行時(shí)間相差無幾時(shí)，通過拆分再執(zhí)行的吞吐率高于串行執(zhí)行的吞吐率，但若這兩類任務(wù)執(zhí)行時(shí)間有數(shù)據(jù)級(jí)的差距，那么沒有拆分的意義。