java隊列線程池

1. java線程組，線程池，線程隊列分別是什麼有什麼區別

你好，我可以給你詳細解釋一下：
線程組表示一個線程的集合。此外，線程組也可以包含其他線程組。線程組構成一棵樹，在樹中，除了初始線程組外，每個線程組都有一個父線程組。
允許線程訪問有關自己的線程組的信息，但是不允許它訪問有關其線程組的父線程組或其他任何線程組的信息。
線程池：我們可以把並發執行的任務傳遞給一個線程池，來替代為每個並發執行的任務都啟動一個新的線程。只要池裡有空閑的線程，任務就會分配給一個線程執行。在線程池的內部，任務被插入一個阻塞隊列（Blocking Queue ），線程池裡的線程會去取這個隊列里的任務。當一個新任務插入隊列時，一個空閑線程就會成功的從隊列中取出任務並且執行它。

線程池經常應用在多線程伺服器上。每個通過網路到達伺服器的連接都被包裝成一個任務並且傳遞給線程池。線程池的線程會並發的處理連接上的請求。以後會再深入有關 Java 實現多線程伺服器的細節。
線程隊列：是指線程處於擁塞的時候形成的調度隊列
排隊有三種通用策略：
直接提交。工作隊列的默認選項是 SynchronousQueue，它將任務直接提交給線程而不保持它們。在此，如果不存在可用於立即運行任務的線程，則試圖把任務加入隊列將失敗，因此會構造一個新的線程。此策略可以避免在處理可能具有內部依賴性的請求集時出現鎖。直接提交通常要求無界 maximumPoolSizes 以避免拒絕新提交的任務。當命令以超過隊列所能處理的平均數連續到達時，此策略允許無界線程具有增長的可能性。
無界隊列。使用無界隊列（例如，不具有預定義容量的 LinkedBlockingQueue）將導致在所有corePoolSize 線程都忙時新任務在隊列中等待。這樣，創建的線程就不會超過 corePoolSize。（因此，maximumPoolSize的值也就無效了。）當每個任務完全獨立於其他任務，即任務執行互不影響時，適合於使用無界隊列；例如，在 Web頁伺服器中。這種排隊可用於處理瞬態突發請求，當命令以超過隊列所能處理的平均數連續到達時，此策略允許無界線程具有增長的可能性。
有界隊列。當使用有限的 maximumPoolSizes時，有界隊列（如 ArrayBlockingQueue）有助於防止資源耗盡，但是可能較難調整和控制。隊列大小和最大池大小可能需要相互折衷：使用大型隊列和小型池可以最大限度地降低 CPU 使用率、操作系統資源和上下文切換開銷，但是可能導致人工降低吞吐量。如果任務頻繁阻塞（例如，如果它們是 I/O邊界），則系統可能為超過您許可的更多線程安排時間。使用小型隊列通常要求較大的池大小，CPU使用率較高，但是可能遇到不可接受的調度開銷，這樣也會降低吞吐量。

2. java線程池（一） 簡述線程池的幾種使用方式

首先說明下java線程是如何實現線程重用的
1. 線程執行完一個Runnable的run()方法後，不會被殺死
2. 當線程被重用時，這個線程會進入新Runnable對象的run()方法12

java線程池由Executors提供的幾種靜態方法創建線程池。下面通過代碼片段簡單介紹下線程池的幾種實現方式。後續會針對每個實現方式做詳細的說明
newFixedThreadPool
創建一個固定大小的線程池
添加的任務達到線程池的容量之後開始加入任務隊列開始線程重用總共開啟線程個數跟指定容量相同。
@Test
public void newFixedThreadPool() throws Exception {
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
executorService = Executors.newFixedThreadPool(1, new ThreadFactoryBuilder().build());
RunThread run1 = new RunThread("run 1");
executorService.execute(run1);
executorService.shutdown();
}12345678

newSingleThreadExecutor
僅支持單線程順序處理任務
@Test
public void newSingleThreadExecutor() throws Exception {
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(new ThreadFactoryBuilder().build());
executorService.execute(new RunThread("run 1"));
executorService.execute(new RunThread("run 2"));
executorService.shutdown();

}123456789

newCachedThreadPool
這種情況跟第一種的方式類似，不同的是這種情況線程池容量上線是Integer.MAX_VALUE 並且線程池開啟緩存60s
@Test
public void newCachedThreadPool() throws Exception {
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
executorService = Executors.newCachedThreadPool(new ThreadFactoryBuilder().build());
executorService.execute(new RunThread("run 1"));
executorService.execute(new RunThread("run 2"));
executorService.shutdown();

}123456789

newWorkStealingPool
支持給定的並行級別，並且可以使用多個隊列來減少爭用。
@Test
public void newWorkStealingPool() throws Exception {
ExecutorService executorService = Executors.newWorkStealingPool();
executorService = Executors.newWorkStealingPool(1);
RunThread run1 = new RunThread("run 1");
executorService.execute(run1);
executorService.shutdown();

}123456789

newScheledThreadPool
看到的現象和第一種相同，也是在線程池滿之前是新建線程，然後開始進入任務隊列，進行線程重用
支持定時周期執行任務(還沒有看完)
@Test
public void newScheledThreadPool() throws Exception {
ExecutorService executorService = Executors.newScheledThreadPool(1);
executorService = Executors.newScheledThreadPool(1, new ThreadFactoryBuilder().build());
executorService.execute(new RunThread("run 1"));
executorService.execute(new RunThread("run 2"));
executorService.shutdown();

}

3. java 線程池 工作隊列是如何工作的

使用線程池的好處

1、降低資源消耗

可以重復利用已創建的線程降低線程創建和銷毀造成的消耗。

2、提高響應速度

當任務到達時，任務可以不需要等到線程創建就能立即執行。

3、提高線程的可管理性

線程是稀缺資源，如果無限制地創建，不僅會消耗系統資源，還會降低系統的穩定性，使用線程池可以進行統一分配、調優和監控

線程池的工作原理

首先我們看下當一個新的任務提交到線程池之後，線程池是如何處理的

1、線程池判斷核心線程池裡的線程是否都在執行任務。如果不是，則創建一個新的工作線程來執行任務。如果核心線程池裡的線程都在執行任務，則執行第二步。

2、線程池判斷工作隊列是否已經滿。如果工作隊列沒有滿，則將新提交的任務存儲在這個工作隊列里進行等待。如果工作隊列滿了，則執行第三步

3、線程池判斷線程池的線程是否都處於工作狀態。如果沒有，則創建一個新的工作線程來執行任務。如果已經滿了，則交給飽和策略來處理這個任務

線程池飽和策略

這里提到了線程池的飽和策略，那我們就簡單介紹下有哪些飽和策略：

AbortPolicy

為Java線程池默認的阻塞策略，不執行此任務，而且直接拋出一個運行時異常，切記ThreadPoolExecutor.execute需要try catch，否則程序會直接退出。

DiscardPolicy

直接拋棄，任務不執行，空方法

DiscardOldestPolicy

從隊列裡面拋棄head的一個任務，並再次execute 此task。

CallerRunsPolicy

在調用execute的線程裡面執行此command，會阻塞入口

用戶自定義拒絕策略（最常用）

實現RejectedExecutionHandler，並自己定義策略模式

下我們以ThreadPoolExecutor為例展示下線程池的工作流程圖

3.jpg

關鍵方法源碼分析

我們看看核心方法添加到線程池方法execute的源碼如下：

// //Executes the given task sometime in the future. The task //may execute in a new thread or in an existing pooled thread. // // If the task cannot be submitted for execution, either because this // executor has been shutdown or because its capacity has been reached, // the task is handled by the current {@code RejectedExecutionHandler}. // // @param command the task to execute // @throws RejectedExecutionException at discretion of // {@code RejectedExecutionHandler}, if the task // cannot be accepted for execution // @throws NullPointerException if {@code command} is null // public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); // // Proceed in 3 steps: // // 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to // start a new thread with the given command as its first // task. The call to addWorker atomically checks runState and // workerCount, and so prevents false alarms that would add // threads when it shouldn't, by returning false. // 翻譯如下： // 判斷當前的線程數是否小於corePoolSize如果是，使用入參任務通過addWord方法創建一個新的線程， // 如果能完成新線程創建exexute方法結束，成功提交任務 // 2. If a task can be successfully queued, then we still need // to double-check whether we should have added a thread // (because existing ones died since last checking) or that // the pool shut down since entry into this method. So we // recheck state and if necessary roll back the enqueuing if // stopped, or start a new thread if there are none. // 翻譯如下： // 在第一步沒有完成任務提交；狀態為運行並且能否成功加入任務到工作隊列後，再進行一次check，如果狀態 // 在任務加入隊列後變為了非運行（有可能是在執行到這里線程池shutdown了），非運行狀態下當然是需要 // reject；然後再判斷當前線程數是否為0（有可能這個時候線程數變為了0），如是，新增一個線程； // 3. If we cannot queue task, then we try to add a new // thread. If it fails, we know we are shut down or saturated // and so reject the task. // 翻譯如下： // 如果不能加入任務到工作隊列，將嘗試使用任務新增一個線程，如果失敗，則是線程池已經shutdown或者線程池 // 已經達到飽和狀態，所以reject這個他任務 // int c = ctl.get(); // 工作線程數小於核心線程數 if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { // 直接啟動新線程，true表示會再次檢查workerCount是否小於corePoolSize if (addWorker(command, true)) return; c = ctl.get(); } // 如果工作線程數大於等於核心線程數 // 線程的的狀態未RUNNING並且隊列notfull if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { // 再次檢查線程的運行狀態，如果不是RUNNING直接從隊列中移除 int recheck = ctl.get(); if (! isRunning(recheck) && remove(command)) // 移除成功，拒絕該非運行的任務 reject(command); else if (workerCountOf(recheck) == 0) // 防止了SHUTDOWN狀態下沒有活動線程了，但是隊列里還有任務沒執行這種特殊情況。 // 添加一個null任務是因為SHUTDOWN狀態下，線程池不再接受新任務 addWorker(null, false); } // 如果隊列滿了或者是非運行的任務都拒絕執行 else if (!addWorker(command, false)) reject(command); }