理解ThreadPoolExecutor線程池的corePoolSize、maximumPoolSize和poolSize

咱們知道，受限於硬件、內存和性能，咱們不可能無限制的建立任意數量的線程，由於每一臺機器容許的最大線程是一個有界值。也就是說ThreadPoolExecutor管理的線程數量是有界的。線程池就是用這些有限個數的線程，去執行提交的任務。然而對於多用戶、高併發的應用來講，提交的任務數量很是巨大，必定會比容許的最大線程數多不少。爲了解決這個問題，必需要引入排隊機制，或者是在內存中，或者是在硬盤等容量很大的存儲介質中。J.U.C提供的ThreadPoolExecutor只支持任務在內存中排隊，經過BlockingQueue暫存尚未來得及執行的任務。

任務的管理是一件比較容易的事，複雜的是線程的管理，這會涉及線程數量、等待/喚醒、同步/鎖、線程建立和死亡等問題。ThreadPoolExecutor與線程相關的幾個成員變量是：keepAliveTime、allowCoreThreadTimeOut、poolSize、corePoolSize、maximumPoolSize，它們共同負責線程的建立和銷燬。

corePoolSize：

線程池的基本大小，即在沒有任務須要執行的時候線程池的大小，而且只有在工做隊列滿了的狀況下才會建立超出這個數量的線程。這裏須要注意的是：在剛剛建立ThreadPoolExecutor的時候，線程並不會當即啓動，而是要等到有任務提交時纔會啓動，除非調用了prestartCoreThread/prestartAllCoreThreads事先啓動核心線程。再考慮到keepAliveTime和allowCoreThreadTimeOut超時參數的影響，因此沒有任務須要執行的時候，線程池的大小不必定是corePoolSize。

maximumPoolSize：

線程池中容許的最大線程數，線程池中的當前線程數目不會超過該值。若是隊列中任務已滿，而且當前線程個數小於maximumPoolSize，那麼會建立新的線程來執行任務。這裏值得一提的是largestPoolSize，該變量記錄了線程池在整個生命週期中曾經出現的最大線程個數。爲何說是曾經呢？由於線程池建立以後，能夠調用setMaximumPoolSize()改變運行的最大線程的數目。

poolSize：

線程池中當前線程的數量，當該值爲0的時候，意味着沒有任何線程，線程池會終止；同一時刻，poolSize不會超過maximumPoolSize。

如今咱們經過ThreadPoolExecutor.execute()方法，看一下這3個屬性的關係，以及線程池如何處理新提交的任務。如下源碼基於JDK1.6.0_37版本。

private boolean addIfUnderCorePoolSize(Runnable firstTask) { Thread t = null; final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { if (poolSize < corePoolSize && runState == RUNNING) t = addThread(firstTask); } finally { mainLock.unlock(); } if (t == null) return false; t.start(); return true; } private boolean addIfUnderMaximumPoolSize(Runnable firstTask) { Thread t = null; final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { if (poolSize < maximumPoolSize && runState == RUNNING) t = addThread(firstTask); } finally { mainLock.unlock(); } if (t == null) return false; t.start(); return true; }

 

新提交一個任務時的處理流程很明顯：

一、若是當前線程池的線程數尚未達到基本大小(poolSize < corePoolSize)，不管是否有空閒的線程新增一個線程處理新提交的任務；

二、若是當前線程池的線程數大於或等於基本大小(poolSize >= corePoolSize) 且任務隊列未滿時，就將新提交的任務提交到阻塞隊列排隊，等候處理workQueue.offer(command)；

三、若是當前線程池的線程數大於或等於基本大小(poolSize >= corePoolSize) 且任務隊列滿時；

3.一、當前poolSize<maximumPoolSize，那麼就新增線程來處理任務；

3.二、當前poolSize=maximumPoolSize，那麼意味着線程池的處理能力已經達到了極限，此時須要拒絕新增長的任務。至於如何拒絕處理新增的任務，取決於線程池的飽和策略RejectedExecutionHandler。

 

Queuing
Any BlockingQueue may be used to transfer and hold submitted tasks. The use of this queue interacts with pool sizing:

• If fewer than corePoolSize threads are running, the Executor always prefers adding a new thread rather than queuing.
• If corePoolSize or more threads are running, the Executor always prefers queuing a request rather than adding a new thread.
• If a request cannot be queued, a new thread is created unless this would exceed maximumPoolSize, in which case, the task will be rejected.

 

 

 1、corePoolSize：核心線程數 * 核心線程會一直存活，及時沒有任務須要執行 * 當線程數小於核心線程數時，即便有線程空閒，線程池也會優先建立新線程處理 * 設置allowCoreThreadTimeout=true（默認false）時，核心線程會超時關閉 2、queueCapacity：任務隊列容量（阻塞隊列） * 當核心線程數達到最大時，新任務會放在隊列中排隊等待執行 3、maxPoolSize：最大線程數 * 當線程數>=corePoolSize，且任務隊列已滿時。線程池會建立新線程來處理任務 * 當線程數=maxPoolSize，且任務隊列已滿時，線程池會拒絕處理任務而拋出異常 4、 keepAliveTime：線程空閒時間 * 當線程空閒時間達到keepAliveTime時，線程會退出，直到線程數量=corePoolSize * 若是allowCoreThreadTimeout=true，則會直到線程數量=0 5、allowCoreThreadTimeout：容許核心線程超時 6、rejectedExecutionHandler：任務拒絕處理器 * 兩種狀況會拒絕處理任務： - 當線程數已經達到maxPoolSize，切隊列已滿，會拒絕新任務 - 當線程池被調用shutdown()後，會等待線程池裏的任務執行完畢，再shutdown。若是在調用shutdown()和線程池真正shutdown之間提交任務，會拒絕新任務 * 線程池會調用rejectedExecutionHandler來處理這個任務。若是沒有設置默認是AbortPolicy，會拋出異常 * ThreadPoolExecutor類有幾個內部實現類來處理這類狀況： - AbortPolicy 丟棄任務，拋運行時異常 - CallerRunsPolicy 執行任務 - DiscardPolicy 忽視，什麼都不會發生 - DiscardOldestPolicy 從隊列中踢出最早進入隊列（最後一個執行）的任務 * 實現RejectedExecutionHandler接口，可自定義處理器

接下來咱們看下allowCoreThreadTimeOut和keepAliveTime屬性的含義。在壓力很大的狀況下，線程池中的全部線程都在處理新提交的任務或者是在排隊的任務，這個時候線程池處在忙碌狀態。若是壓力很小，那麼可能不少線程池都處在空閒狀態，這個時候爲了節省系統資源，回收這些沒有用的空閒線程，就必須提供一些超時機制，這也是線程池大小調節策略的一部分。經過corePoolSize和maximumPoolSize，控制如何新增線程；經過allowCoreThreadTimeOut和keepAliveTime，控制如何銷燬線程。

allowCoreThreadTimeOut：

該屬性用來控制是否容許核心線程超時退出。默認值爲：false。If false,core threads stay alive even when idle.If true, core threads use keepAliveTime to time out waiting for work。若是線程池的大小已經達到了corePoolSize，無論有沒有任務須要執行，線程池都會保證這些核心線程處於存活狀態。能夠知道：該屬性只是用來控制核心線程的。

keepAliveTime：

若是一個線程處在空閒狀態的時間超過了該屬性值，就會由於超時而退出。舉個例子，若是線程池的核心大小corePoolSize=5，而當前大小poolSize =8，那麼超出核心大小的線程，會按照keepAliveTime的值判斷是否會超時退出。若是線程池的核心大小corePoolSize=5，而當前大小poolSize =5，那麼線程池中全部線程都是核心線程，這個時候線程是否會退出，取決於allowCoreThreadTimeOut。

 Runnable getTask() { for (;;) { try { int state = runState; if (state > SHUTDOWN) return null; Runnable r; if (state == SHUTDOWN) // Help drain queue
                    r = workQueue.poll(); else if (poolSize > corePoolSize || allowCoreThreadTimeOut) r = workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS); else r = workQueue.take(); if (r != null) return r; if (workerCanExit()) { if (runState >= SHUTDOWN) // Wake up others
 interruptIdleWorkers(); return null; } // Else retry
            } catch (InterruptedException ie) { // On interruption, re-check runState
 } } }

(poolSize > corePoolSize || allowCoreThreadTimeOut)這個條件，就是用來判斷是否容許當前線程退出。workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS);就是藉助阻塞隊列，讓空閒線程等待keepAliveTime時間以後，恢復執行。這樣空閒線程會因爲超時而退出。