Java線程池ThreadPoolExecutor

本文首發於我的微信公衆號《andyqian》, 關注免費獲取Java學習資料

前言

  多線程一直是Java進階的必修課。在Java中，咱們很早就知道能夠經過 Thread 類和 Runnable 接口來實現多線程。與之有着相似職責的數據庫鏈接，也可經過JDBC建立與使用。但咱們深知不管是數據庫鏈接的建立與銷燬，仍是線程的建立與銷燬，都是一件及其消耗性能的事情。爲了減小這種狀況的發生，前輩們就在思考，是否是能夠複用已有的數據庫鏈接？減小建立，銷燬動做？這就是後來數據庫鏈接池的由來。一樣的，爲了複用線程，也就有了線程池。我一直獨自暗喜，身爲一位幸福的Java程序員，前有Java虛擬機管理內存，後有Doug Lea 大師提供併發庫，鎖機制。簡直幸福的不像話，不過幸福歸幸福，該掌握的仍是須要掌握的，咱們一塊兒來看看今天的主角：ThreadPoolExecutor。

簡介

  在面試過程當中，也時常會遇到一些關於線程池的問題，例如：

1. 線程池中核心參數有哪些？

2. 有沒有本身實現過線程池？

3. 若是讓你本身實現線程池，你會怎麼作？

…

這些問題，其實考覈的就是Java線程池的知識，更具體一點就是對ThreadPoolExector類熟不熟悉，下面代碼是ThreadPoolExector類的全參構造函數。下面咱們就一一對參數進行了解。

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

其中：

1. corePoolSize：表示該線程池最小的工做線程數。默認狀況下，當須要使用時建立線程，也能夠調用 prestartAllCoreThreads() 方法進行預建立全部的核心線程。

2. maximumPoolSize：表示該線程池最大的線程數量，理論上將其設置爲無限大，就會建立無限多的線程，固然，建立線程的數量最終由系統資源也就是操做系統決定。

3. keepAliveTime：表示空閒線程的超時時間，(單位爲納秒）。但在構造函數中，單位與unit 參數配合使用，最終轉換爲納秒。

4. unit：表示空閒線程超時的時間單位，可選值有：java.util.concurrent.TimeUnit中的值，SECONDS(秒)，MINUTES(分)，HOURS(小時)，DAYS(天) 等。

5. workQueue ：表示工做隊列(實際上是一個runnable隊列，在線程池中定義爲Worker)，其基類爲：java.util.concurrent.BlockingQueue。

6. threadFactory：線程工廠，一般用於建立線程，以及命令規則。默認爲： Executors.defaultThreadFactory()。

7. handler 表示處理策略，當workQueue隊列滿時，以及建立線程錯誤時的處理策略。其基類爲 java.util.concurrent.RejectedExecutionHandler。默認爲：AbortPolicy 策略。

不一樣組合

  在 java.util.concurrent.Executors類爲咱們提供了多種組合，其底層仍是調用ThreadPoolExecutor。下面列舉幾個經常使用的方法：

1. newFixedThreadPool

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

特性：線程數量大小固定，且 corePoolSize 與 maximumPoolSize 數量相等。當線程數量設置太少時。task則會積壓在LinkedBlockingQueue隊列中。當 task 任務大於Integer.MAX_VALUE時 則會有OOM發生的風與之類是的還有newSingleThreadExecutor方法。

2. newCachedThreadPool

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

特性：corePoolSize數量爲0，maximumPoolSize數量爲Integer.MAX_VALUE，也就是說理論上是能夠建立Integer.MAX_VALUE個線程的。keepAiveTime時間爲 60秒。BlockingQueue使用的是SynchronousQueue，因爲其沒用容量，意味這每一次put對應着一次take操做，其吞吐量比較高。正由於如此，當task到達必定程度時，可能會建立許多線程，從而致使OOM，甚至服務不可用。

 

上述方法實際上是對ThreadPoolExecutor方法的封裝對不對，知道了ThreadPoolExecutor的每個參數，再來使用這個，就駕輕就熟了對不對。

規範

Executors類這麼方便，是否是能夠直接使用Executors類來建立呢？固然能夠，但並不建議這樣作。在《阿里Java手冊》中的併發處理小節中有提到：

【強制】線程池不容許使用 Executors 去建立,而是經過 ThreadPoolExecutor 的方式，這樣的處理方式可讓寫的同窗更加明確線程池的運行規則，規避資源耗盡的風險。

說明：Executors 返回的線程池對象的弊端以下：
1) FixedThreadPool 和 SingleThreadPool :
容許的請求隊列長度爲 Integer.MAX_VALUE，可能會堆積大量的請求，從而致使 OOM 。
2) CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool :容許的建立線程數量爲 Integer.MAX_VALUE ,可能會建立大量的線程，從而致使 OOM 。

在實際應用中，咱們應該遵照規範，避免掉一些不必的問題。該規約其最終目的是讓你們可以更清楚瞭解線程池的每一個參數，從而達到可以在實際應用場景中調爲最優組合使用，使其達到最大性能。一樣的，咱們也經過安裝阿里巴巴的規約插件進行自動掃描與提醒。在Idea中 File -> Setings -> Plugins -> Browse repositories中搜索『Alibaba Java Coding Guidelines』安裝便可！

小結

在這篇文章中，算是對ThreadPoolExector的一個初步瞭解。知道了其核心參數，究竟是怎麼回事。但這還並不夠，且不足以學以至用，還有不少疑問，如：

1. ThreadPoolExecutor的原理是怎樣的？

2. 咱們如何自定義一個線程池？

3. ThreadPoolExecutor在Dubbo中的實踐

…

這些疑惑都須要一一去揭曉。因爲篇幅緣由，這些會做爲好幾篇文章進行記錄。其目的是可以學以至用，面試時也能駕輕就熟。

---

 

相關閱讀:

《使用 Mybatis 真心不要偷懶！》

《再談Java 生產神器 BTrace》

《Java 生產神器  BTrace》

《重構不徹底指南！》

---

 

若是想深刻學習Java併發編程，《Java併發編程的藝術》這本書是值得閱讀的。固然了，若是你讀喜歡電子書，也能夠回覆公衆號消息『Java併發編程的藝術』進行免費獲取！

 

關注免費獲取Java學習資料