Java番外篇3——线程池

本是古典何须时尚 2023-10-03 16:03 14阅读 0赞

## Java番外篇3——线程池 ##

### 1、多线程产生的问题 ###

多次创建并销毁线程。而创建并销毁线程的过程势必会消耗内存

### 2、线程池 ###

*  降低系统资源消耗，通过重用已存在的线程，降低线程创建和销毁造成的消耗
 *  提高系统响应速度，当有任务到达时，通过复用已存在的线程，无需等待新线程的创建便能立即执行
 *  方便线程并发数的管控。因为线程若是无限制的创建，可能会导致内存占用过多而产生OOM，并且会造成cpu过度切换，影响性能
 *  提供更强大的功能，延时定时线程池

### 3、名词解释 ###

### 4、java线程池 ###

Executors类提供了4种不同的线程池：

*  newCachedThreadPool：用来创建一个可以无限扩大的线程池，适用于负载较轻的场景，执行短期异步任务。（可以使得任务快速得到执行，因为任务时间执行短，可以很快结束，也不会造成cpu过度切换）
 *  newFixedThreadPool：创建一个固定大小的线程池，因为采用无界的阻塞队列，所以实际线程数量永远不会变化，适用于负载较重的场景，对当前线程数量进行限制。（保证线程数可控，不会造成线程过多，导致系统负载更为严重）
 *  newScheduledThreadPool：创建一个单线程的线程池，适用于需要保证顺序执行各个任务
 *  newSingleThreadExecutor：适用于执行延时或者周期性任务

### 5、四种线程池的使用 ###

#### 5.1、newSingleThreadExecutor ####

单个线程线程池，只有一个线程的线程池，阻塞队列使用的是LinkedBlockingQueue,若有多余的任务提交到线程池中，则会被暂存到阻塞队列，待空闲时再去执行。按照先入先出的顺序执行任务

public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
                executorService.execute(()->{
        
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                });
            }
            executorService.shutdown();
        }
    }

#### 5.2、newFixedThreadPool ####

固定大小的线程池，可以指定线程池的大小，该线程池corePoolSize和maximumPoolSize相等，阻塞队列使用的是LinkedBlockingQueue，大小为整数最大值

该线程池中的线程数量始终不变，当有新任务提交时，线程池中有空闲线程则会立即执行，如果没有，则会暂存到阻塞队列。对于固定大小的线程池，不存在线程数量的变化。同时使用无界的LinkedBlockingQueue来存放执行的任务。当任务提交十分频繁的时候，LinkedBlockingQueue

迅速增大，存在着耗尽系统资源的问题。而且在线程池空闲时，即线程池中没有可运行任务时，它也不会释放工作线程，还会占用一定的系统资源，需要shutdown

public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
                executorService.execute(()->{
        
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                });
            }
            executorService.shutdown();
        }
    }

#### 5.3、newCachedThreadPool ####

缓存线程池，缓存的线程默认存活60秒。线程的核心池corePoolSize大小为0，核心池最大为Integer.**MAX\_VALUE**,阻塞队列使用的是SynchronousQueue。是一个直接提交的阻塞队列， 他总会迫使线程池增加新的线程去执行新的任务。在没有任务执行时，当线程的空闲时间超过keepAliveTime（60秒），则工作线程将会终止被回收，当提交新任务时，如果没有空闲线程，则创建新线程执行任务，会导致一定的系统开销。如果同时又大量任务被提交，而且任务执行的时间不是特别快，那么线程池便会新增出等量的线程池处理任务，这很可能会很快耗尽系统的资源

public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
                executorService.execute(()->{
        
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                });
            }
    //        for (int i = 0; i < 100; i++) {
        
    //            executorService.execute(()->{
        
    //                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    //            });
    //        }
            executorService.shutdown();
        }
    }

#### 5.4、newScheduledThreadPool ####

候补

#### 5.5、原生创建 ####

public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            ExecutorService executorService =
                    new ThreadPoolExecutor(
                            3,
                            5,
                            10l,
                            TimeUnit.SECONDS,
                            new ArrayBlockingQueue<>(3),
                            Executors.defaultThreadFactory(),
                            new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
        
                executorService.execute(()->{
        
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                });
            }
            executorService.shutdown();
        }
    }

##### 5.5.1、7大参数 #####

*  corePoolSize（线程池基本大小）：当向线程池提交一个任务时，若线程池已创建的线程数小于corePoolSize，即便此时存在空闲线程，也会通过创建一个新线程来执行该任务，直到已创建的线程数大于或等于corePoolSize时，（除了利用提交新任务来创建和启动线程（按需构造），也可以通过 prestartCoreThread() 或 prestartAllCoreThreads() 方法来提前启动线程池中的基本线程。）
 *  maximumPoolSize（线程池最大大小）：线程池所允许的最大线程个数。当队列满了，且已创建的线程数小于maximumPoolSize，则线程池会创建新的线程来执行任务。另外，对于无界队列，可忽略该参数
 *  keepAliveTime（线程存活保持时间）当线程池中线程数大于核心线程数时，线程的空闲时间如果超过线程存活时间，那么这个线程就会被销毁，直到线程池中的线程数小于等于核心线程数
 *  workQueue（任务队列）：用于传输和保存等待执行任务的阻塞队列
 *  threadFactory（线程工厂）：用于创建新线程。threadFactory创建的线程也是采用new Thread()方式，threadFactory创建的线程名都具有统一的风格：pool-m-thread-n（m为线程池的编号，n为线程池内的线程编号）
 *  handler（线程饱和策略）：当线程池和队列都满了，再加入线程会执行此策略

##### 5.5.2、四大拒绝策略 #####

*  AbortPolicy：抛异常
 *  CallerRunsPolicy：哪来的回哪去
 *  DiscardPolicy：抛弃任务
 *  DiscardOldestPolicy：替换旧的任务

##### 5.5.3、最大线程数 #####

*  CPU密集型：依据CPU的核数设置（Runtime.getRuntime().availableProcessors()）
 *  IO密集型：通常设置IO任务的两倍