線程池

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線程池

1. 并發(fā)隊列：阻塞隊列和非阻塞隊列

區(qū)別如下：

入隊：
  • 非阻塞隊列：當(dāng)隊列中滿了的時候，放入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)丟失
  • 阻塞隊列：當(dāng)隊列滿了的時候，進(jìn)行等待，什么時候隊列中有出隊的數(shù)據(jù)，那么第 11 個再放進(jìn)入
出隊：
  • 非阻塞隊列：如果現(xiàn)在隊列中沒有元素，取數(shù)據(jù)，得到的是 null
  • 阻塞隊列：等待，什么時候放進(jìn)去，再取出來

線程池是使用阻塞隊列。

2. 線程池原理：ThreadPoolExecutor 底層原理解析

2. 1線程的生命周期

從出生到死亡的階段。

2.2 線程池工作原理
ThreadPoolExecutor t = new ThreadPoolExecutor(1, 3, 0, TimeUnit.MICROSECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(3));

參數(shù)含義：

  • 1：核心線程數(shù)
  • 3：最大線程數(shù)
  • 0 和 TimeUnit.MICROSECONDS：當(dāng)任務(wù)量大于隊列長度需要創(chuàng)建線程的時候，新創(chuàng)建的這個線程假如把隊列的任務(wù)都執(zhí)行完了，那么等待新任務(wù)的空閑時間就是這個
  • new LinkedBlockingDeque<>(3))：阻塞隊列：
    • 方法有參數(shù)：隊列長度為 3
    • 方法無參數(shù)：隊列長度為 Integer.MAX_VALUE

執(zhí)行流程圖如下所示：

2.3 舉個例子
package com.test.jdk8;

import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestThreadPoolExecutor {

    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 3, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(3));
        // 利用線程池里的線程，開始執(zhí)行任務(wù)
        // 執(zhí)行第一個任務(wù)
        pool.execute(new TestThread());
        // 執(zhí)行下面三個任務(wù)，放入阻塞隊列，阻塞隊列滿：
        pool.execute(new TestThread());
        pool.execute(new TestThread());
        pool.execute(new TestThread());

        // 執(zhí)行第 4個任務(wù)，創(chuàng)建新線程，分?jǐn)側(cè)蝿?wù)
        pool.execute(new TestThread());

        // 執(zhí)行第 5 個任務(wù)，創(chuàng)建新創(chuàng)建，線程數(shù)大于最大線程數(shù)，報錯
        pool.execute(new TestThread());


        // 關(guān)閉線程池
        pool.shutdown();
    }

}

class TestThread implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

3. 線程池的分類

1. newCachedThreadPool 可緩存線程池

創(chuàng)建一個可緩存線程池，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閑線程，若無可回收，則新建線程。示例代碼如下：

package ThreadTest;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            // lambda 表達(dá)式, 實現(xiàn) new Runnable() 的 run() 方法
            es.execute(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName()));
        }

        es.shutdown();

    }

}

查看 newCachedThreadPool 源碼，可知：

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

該線程池的核心線程數(shù)為 0， 最大線程數(shù)為 Integer.MAX_VALUE，將會根據(jù)需要創(chuàng)建新線程，新線程的數(shù)量不大于 Integer.MAX_VALUE，線程執(zhí)行任務(wù)結(jié)束后被釋放可重復(fù)使用該線程執(zhí)行另一個任務(wù)。

部分執(zhí)行結(jié)果如下：

pool-1-thread-6
pool-1-thread-11
pool-1-thread-6
pool-1-thread-10
pool-1-thread-4
pool-1-thread-11
pool-1-thread-2
2. newFixedThreadPool 定長線程池

創(chuàng)建一個定長線程池，可控制線程最大并發(fā)數(shù)，超出的線程會在隊列中等待。示例代碼如下：

package ThreadTest;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(3);

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            // lambda 表達(dá)式, 實現(xiàn) new Runnable() 的 run() 方法
            es.execute(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName()));
        }

        es.shutdown();

    }

}

查看 newFixedThreadPool 源碼，可知：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }

傳入的參數(shù)即為核心線程數(shù)和最大線程數(shù)，核心線程數(shù)和最大線程數(shù)的數(shù)量是相等的。

所以上述示例代碼的執(zhí)行結(jié)果的線程數(shù)就為 3，部分執(zhí)行結(jié)果如下：

pool-1-thread-1
pool-1-thread-3
pool-1-thread-2
pool-1-thread-3
pool-1-thread-1
3. newScheduledThreadPool 定時線程池

創(chuàng)建一個定時線程池，支持定時及周期性任務(wù)執(zhí)行。延遲執(zhí)行示例代碼如下：

package ThreadTest;

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService ses = Executors.newScheduledThreadPool(2);

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            ses.schedule(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName()), 3, TimeUnit.SECONDS);
        }

        ses.shutdown();

    }
}

查看 newScheduledThreadPool 源碼，如下：

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
              new DelayedWorkQueue());
    }

可知，newScheduledThreadPool 傳入的參數(shù)即為核心線程數(shù)，最大線程數(shù)為 Integer.MAX_VALUE。

上述代碼通過設(shè)置延遲參數(shù) 3， 單位 TimeUnit.SECONDS，延遲三秒后執(zhí)行任務(wù)，創(chuàng)建的線程數(shù)為 2。執(zhí)行部分結(jié)果如下：

pool-1-thread-1
pool-1-thread-2
pool-1-thread-1
pool-1-thread-2
pool-1-thread-1
4. newSingleThreadExecutor 單例線程池

創(chuàng)建一個單線程化的線程池，它只會用唯一的工作線程來執(zhí)行任務(wù)，保證所有任務(wù)按照指定順序(FIFO, LIFO, 優(yōu)先級)執(zhí)行。示例代碼如下：

package ThreadTest;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            es.execute(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName()));
        }

        es.shutdown();

    }
}

查看 newSingleThreadExecutor 源碼，可知：

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    }

核心線程數(shù)和最大線程數(shù)都為 1，執(zhí)行完任務(wù)后線程的存活時間為 0，即創(chuàng)建出來的線程只會執(zhí)行一次任務(wù)，保證單例執(zhí)行。

運行部分結(jié)果如下：

pool-1-thread-1
pool-1-thread-1
pool-1-thread-1
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