java线
A. 什么是java线程池
多线程是为了能够让计算机资源合理的分配,对于处理不同的任务创建不同的线程进行处理,但是计算机创建一个线程或者销毁一个线程所花费的也是比较昂贵的,有时候需要同时处理的事情比较多,就需要我们频繁的进行线程的创建和销毁,这样花费的时间也是比较多的。为了解决这一问题,我们就可以引用线程池的概念。
所谓线程池就是将线程集中管理起来,当需要线程的时候,可以从线程池中获取空闲的线程,这样可以减少线程的频繁创建与销毁,节省很大的时间和减少很多不必要的操作。
在java中提供了ThreadPoolExecutor类来进行线程的管理,这个类继承于AbstractExecutorService,而AbstractExecutorService实现了ExecutorService接口,我们可以使用ThreadPoolExecutor来进行线程池的创建。
在ThreadPoolExecutor的构造方法中,有多个参数,可以配置不同的参数来进行优化。这个类的源码构造方法为:
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler)其中每个参数代表的意义分别为
corePoolSize : 线程池中的核心线程数量,当线程池中当前的线程数小于这个配置的时候,如果有一个新的任务到来,即使线程池中还存在空闲状态的线程,程序也会继续创建一个新的线程放进线程池当中
maximumPoolSize: 线程池中的线程最大数量
keepAliveTime:当线程池中的线程数量大于配置的核心线程数量(corePoolSize)的时候,如果当前有空闲的线程,则当这个空闲线程可以存在的时间,如果在keepAliveTime这个时间点内没有新的任务使用这个线程,那么这个线程将会结束,核心线程不会结束,但是如果配置了allowCoreThreadTimeOut = true,则当空闲时间超过keepAliveTime之后,线程也会被结束调,默认allowCoreThreadTimeOut = false,即表示默认情况下,核心线程会一直存在于线程池当中。
unit : 空闲线程保持连接时间(keepAliveTime)的时间单位
workQueue:阻塞的任务队列,用来保存等待需要执行的任务。
threadFactory :线程工厂,可以根据自己的需求去创建线程的对象,设置线程的名称,优先级等属性信息。
handler:当线程池中存在的线程数超过设置的最大值之后,新的任务就会被拒绝,可以自己定义一个拒绝的策略,当新任务被拒绝之后,就会使用hander方法进行处理。
在java中也提供了Executors工具类,在这个工具类中提供了多个创建线程池的静态方法,其中包含newCachedThreadPool、newFixedThreadPool、newScheledThreadPool、newSingleThreadExecutor等。但是他们每个方法都是创建了ThreadPoolExecutor对象,不同的是,每个对象的初始 参数值不一样;
B. 简述java线程池的组成与作用
在程序启动的时候就创建若干线程来响应处理,它们被称为线程池,里面的线程叫工作线程
第一:降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
第二:提高响应速度。当任务到达时,任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。
第三:提高线程的可管理性。
C. java常用的几种线程池实例讲解
下面给你介绍4种线程池:
1、newCachedThreadPool:
底层:返回ThreadPoolExecutor实例,corePoolSize为0;maximumPoolSize为Integer.MAX_VALUE;keepAliveTime为60L;unit为TimeUnit.SECONDS;workQueue为SynchronousQueue(同步队列)
通俗:当有新任务到来,则插入到SynchronousQueue中,由于SynchronousQueue是同步队列,因此会在池中寻找可用线程来执行,若有可以线程则执行,若没有可用线程则创建一个线程来执行该任务;若池中线程空闲时间超过指定大小,则该线程会被销毁。
适用:执行很多短期异步的小程序或者负载较轻的服务器
2、newFixedThreadPool:
底层:返回ThreadPoolExecutor实例,接收参数为所设定线程数量nThread,corePoolSize为nThread,maximumPoolSize为nThread;keepAliveTime为0L(不限时);unit为:TimeUnit.MILLISECONDS;WorkQueue为:new LinkedBlockingQueue<Runnable>()无解阻塞队列
通俗:创建可容纳固定数量线程的池子,每隔线程的存活时间是无限的,当池子满了就不在添加线程了;如果池中的所有线程均在繁忙状态,对于新任务会进入阻塞队列中(无界的阻塞队列)
适用:执行长期的任务,性能好很多
3、newSingleThreadExecutor
底层:包装的ThreadPoolExecutor实例,corePoolSize为1;maximumPoolSize为1;keepAliveTime为0L;unit为:TimeUnit.MILLISECONDS;workQueue为:new LinkedBlockingQueue<Runnable>()无解阻塞队列
通俗:创建只有一个线程的线程池,且线程的存活时间是无限的;当该线程正繁忙时,对于新任务会进入阻塞队列中(无界的阻塞队列)
适用:一个任务一个任务执行的场景
4、NewScheledThreadPool:
底层:创建ScheledThreadPoolExecutor实例,corePoolSize为传递来的参数,maximumPoolSize为Integer.MAX_VALUE;keepAliveTime为0;unit为:TimeUnit.NANOSECONDS;workQueue为:new DelayedWorkQueue()一个按超时时间升序排序的队列
通俗:创建一个固定大小的线程池,线程池内线程存活时间无限制,线程池可以支持定时及周期性任务执行,如果所有线程均处于繁忙状态,对于新任务会进入DelayedWorkQueue队列中,这是一种按照超时时间排序的队列结构
适用:周期性执行任务的场景
最后给你说一下线程池任务执行流程:
当线程池小于corePoolSize时,新提交任务将创建一个新线程执行任务,即使此时线程池中存在空闲线程。
当线程池达到corePoolSize时,新提交任务将被放入workQueue中,等待线程池中任务调度执行
当workQueue已满,且maximumPoolSize>corePoolSize时,新提交任务会创建新线程执行任务
当提交任务数超过maximumPoolSize时,新提交任务由RejectedExecutionHandler处理
当线程池中超过corePoolSize线程,空闲时间达到keepAliveTime时,关闭空闲线程
当设置allowCoreThreadTimeOut(true)时,线程池中corePoolSize线程空闲时间达到keepAliveTime也将关闭
D. Java实现通用线程池
线程池通俗的描述就是预先创建若干空闲线程 等到需要用多线程去处理事务的时候去唤醒某些空闲线程执行处理任务 这样就省去了频繁创建线程的时间 因为频 繁创建线程是要耗费大量的CPU资源的 如果一个应用程序需要频繁地处理大量并发事务 不断的创建销毁线程往往会大大地降低系统的效率 这时候线程池就派 上用场了
本文旨在使用Java语言编写一个通用的线程池 当需要使用线程池处理事务时 只需按照指定规范封装好事务处理对象 然后用已有的线程池对象去自动选择空 闲线程自动调用事务处理对象即可 并实现线程池的动态修改(修改当前线程数 最大线程数等) 下面是实现代码
//ThreadTask java
package polarman threadpool;
/** *//**
*线程任务
* @author ryang
*
*/
public interface ThreadTask {
public void run();
}
//PooledThread java
package polarman threadpool;
import java util Collection; import java util Vector;
/** *//**
*接受线程池管理的线程
* @author ryang
*
*/
public class PooledThread extends Thread {
protected Vector tasks = new Vector();
protected boolean running = false;
protected boolean stopped = false;
protected boolean paused = false;
protected boolean killed = false;
private ThreadPool pool;
public PooledThread(ThreadPool pool) { this pool = pool;
}
public void putTask(ThreadTask task) { tasks add(task);
}
public void putTasks(ThreadTask[] tasks) { for(int i= ; i<tasks length; i++) this tasks add(tasks[i]);
}
public void putTasks(Collection tasks) { this tasks addAll(tasks);
}
protected ThreadTask popTask() { if(tasks size() > ) return (ThreadTask)tasks remove( );
else
return null;
}
public boolean isRunning() {
return running;
}
public void stopTasks() {
stopped = true;
}
public void stopTasksSync() {
stopTasks();
while(isRunning()) { try {
sleep( );
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
public void pauseTasks() {
paused = true;
}
public void pauseTasksSync() {
pauseTasks();
while(isRunning()) { try {
sleep( );
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
public void kill() { if(!running)
interrupt();
else
killed = true;
}
public void killSync() {
kill();
while(isAlive()) { try {
sleep( );
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
public synchronized void startTasks() {
running = true;
this notify();
}
public synchronized void run() { try { while(true) { if(!running || tasks size() == ) { pool notifyForIdleThread(); //System out println(Thread currentThread() getId() + : 空闲 ); this wait(); }else {
ThreadTask task;
while((task = popTask()) != null) { task run(); if(stopped) {
stopped = false;
if(tasks size() > ) { tasks clear(); System out println(Thread currentThread() getId() + : Tasks are stopped );
break;
}
}
if(paused) {
paused = false;
if(tasks size() > ) { System out println(Thread currentThread() getId() + : Tasks are paused );
break;
}
}
}
running = false;
}
if(killed) {
killed = false;
break;
}
}
}catch(InterruptedException e) {
return;
}
//System out println(Thread currentThread() getId() + : Killed );
}
}
//ThreadPool java
package polarman threadpool;
import java util Collection; import java util Iterator; import java util Vector;
/** *//**
*线程池
* @author ryang
*
*/
public class ThreadPool {
protected int maxPoolSize;
protected int initPoolSize;
protected Vector threads = new Vector();
protected boolean initialized = false;
protected boolean hasIdleThread = false;
public ThreadPool(int maxPoolSize int initPoolSize) { this maxPoolSize = maxPoolSize; this initPoolSize = initPoolSize;
}
public void init() {
initialized = true;
for(int i= ; i<initPoolSize; i++) {
PooledThread thread = new PooledThread(this);
thread start(); threads add(thread);
}
//System out println( 线程池初始化结束 线程数= + threads size() + 最大线程数= + maxPoolSize);
}
public void setMaxPoolSize(int maxPoolSize) { //System out println( 重设最大线程数 最大线程数= + maxPoolSize); this maxPoolSize = maxPoolSize;
if(maxPoolSize < getPoolSize())
setPoolSize(maxPoolSize);
}
/** *//**
*重设当前线程数
* 若需杀掉某线程 线程不会立刻杀掉 而会等到线程中的事务处理完成* 但此方法会立刻从线程池中移除该线程 不会等待事务处理结束
* @param size
*/
public void setPoolSize(int size) { if(!initialized) {
initPoolSize = size;
return;
}else if(size > getPoolSize()) { for(int i=getPoolSize(); i<size && i<maxPoolSize; i++) {
PooledThread thread = new PooledThread(this);
thread start(); threads add(thread);
}
}else if(size < getPoolSize()) { while(getPoolSize() > size) { PooledThread th = (PooledThread)threads remove( ); th kill();
}
}
//System out println( 重设线程数 线程数= + threads size());
}
public int getPoolSize() { return threads size();
}
protected void notifyForIdleThread() {
hasIdleThread = true;
}
protected boolean waitForIdleThread() {
hasIdleThread = false;
while(!hasIdleThread && getPoolSize() >= maxPoolSize) { try { Thread sleep( ); } catch (InterruptedException e) {
return false;
}
}
return true;
}
public synchronized PooledThread getIdleThread() { while(true) { for(Iterator itr=erator(); itr hasNext();) { PooledThread th = (PooledThread)itr next(); if(!th isRunning())
return th;
}
if(getPoolSize() < maxPoolSize) {
PooledThread thread = new PooledThread(this);
thread start(); threads add(thread);
return thread;
}
//System out println( 线程池已满 等待 );
if(waitForIdleThread() == false)
return null;
}
}
public void processTask(ThreadTask task) {
PooledThread th = getIdleThread();
if(th != null) { th putTask(task); th startTasks();
}
}
public void processTasksInSingleThread(ThreadTask[] tasks) {
PooledThread th = getIdleThread();
if(th != null) { th putTasks(tasks); th startTasks();
}
}
public void processTasksInSingleThread(Collection tasks) {
PooledThread th = getIdleThread();
if(th != null) { th putTasks(tasks); th startTasks();
}
}
}
下面是线程池的测试程序
//ThreadPoolTest java
import java io BufferedReader; import java io IOException; import java io InputStreamReader;
import polarman threadpool ThreadPool; import polarman threadpool ThreadTask;
public class ThreadPoolTest {
public static void main(String[] args) { System out println( quit 退出 ); System out println( task A 启动任务A 时长为 秒 ); System out println( size 设置当前线程池大小为 ); System out println( max 设置线程池最大线程数为 ); System out println();
final ThreadPool pool = new ThreadPool( ); pool init();
Thread cmdThread = new Thread() { public void run() {
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System in));
while(true) { try { String line = reader readLine(); String words[] = line split( ); if(words[ ] equalsIgnoreCase( quit )) { System exit( ); }else if(words[ ] equalsIgnoreCase( size ) && words length >= ) { try { int size = Integer parseInt(words[ ]); pool setPoolSize(size); }catch(Exception e) {
}
}else if(words[ ] equalsIgnoreCase( max ) && words length >= ) { try { int max = Integer parseInt(words[ ]); pool setMaxPoolSize(max); }catch(Exception e) {
}
}else if(words[ ] equalsIgnoreCase( task ) && words length >= ) { try { int timelen = Integer parseInt(words[ ]); SimpleTask task = new SimpleTask(words[ ] timelen * ); pool processTask(task); }catch(Exception e) {
}
}
} catch (IOException e) { e printStackTrace();
}
}
}
};
cmdThread start();
/**//*
for(int i= ; i< ; i++){
SimpleTask task = new SimpleTask( Task + i (i+ )* ); pool processTask(task);
}*/
}
}
class SimpleTask implements ThreadTask {
private String taskName;
private int timeLen;
public SimpleTask(String taskName int timeLen) { this taskName = taskName; this timeLen = timeLen;
}
public void run() { System out println(Thread currentThread() getId() +
: START TASK + taskName + );
try { Thread sleep(timeLen); } catch (InterruptedException e) {
}
System out println(Thread currentThread() getId() +
: END TASK + taskName + );
}
}
使用此线程池相当简单 下面两行代码初始化线程池
ThreadPool pool = new ThreadPool( ); pool init();
要处理的任务实现ThreadTask 接口即可(如测试代码里的SimpleTask) 这个接口只有一个方法run()
两行代码即可调用
lishixin/Article/program/Java/hx/201311/27203
E. Java线程池
线程池是一种多线程处理形式,处理过程中将任务添加队列,然后在创建线程后自动启动这些任务,每个线程都使用默认的堆栈大小,以默认的优先级运行,并处在多线程单元中,如果某个线程在托管代码中空闲,则线程池将插入另一个辅助线程来使所有处理器保持繁忙。如果所有线程池都始终保持繁忙,但队列中包含挂起的工作,则线程池将在一段时间后辅助线程的数目永远不会超过最大值。超过最大值的线程可以排队,但他们要等到其他线程完成后才能启动。
java里面的线程池的顶级接口是Executor,Executor并不是一个线程池,而只是一个执行线程的工具,而真正的线程池是ExecutorService。
java中的有哪些线程池?
1.newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池程
2.newFixedThreadPool 创建一个定长线程池
3.newScheledThreadPool 创建一个定长线程池
4.newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池
————————————————
F. 典型Java线程池的代码及其各部分功能介绍
( )根据xml文件来管理线程池的最大最小线程数( )对线程池通过Timer定期扫描以防止线程未激活 ( )通过某一个变量(本程序中是freeThreadCount)来得到空闲线程的数目 一 配置xml(listen xml)是 <?xml version= encoding= UTF ?><config><ConsumeThreadPool><minPools> </minPools><! 线程池最小线程 ><maxPools> </maxPools><! 线程池最大线程 ><checkThreadPeriod> </checkThreadPeriod><! 检查线程池中线程的周期 分钟 ></ConsumeThreadPool></config> 二 对于ConsumeThreadPoolPara的javabean: import java io *;public class ConsumeThreadPoolPara implements Serializable{private int minPools;private int maxPools;private int checkThreadPeriod;public int getMinPools(){return minPools;}public int getMaxPools(){return maxPools;}public int getCheckThreadPeriod(){return checkThreadPeriod;}public void setMinPools(int minPools){this minPools = minPools;}public void setMaxPools(int maxPools){this maxPools = maxPools;}public void setCheckThreadPeriod(int checkThreadPeriod){this checkThreadPeriod = checkThreadPeriod;}public String toString(){return minPools+ + maxPools+ +checkThreadPeriod;}public ConsumeThreadPoolPara() {}public static void main(String[] args) {ConsumeThreadPoolPara consumeThreadPool = new ConsumeThreadPoolPara();}} 三 解析xml程序代码(生成ConsumeThreadPoolPara) 使用jdom解析 import jdom *;import jdom input SAXBuilder;import java io *;import java util *;public class ParseConfig {static Hashtable Listens = null;static ConnPara connpara = null;static ConsumeThreadPoolPara consumeThreadPoolPara = null;private static String configxml = listen xml ;static{getConsumeThreadPoolPara();//得到消费的线程池的参数}/*** 装载文档* @return 返回根结点* @throws JDOMException*/public static Element loadDocument() throws JDOMException{SAXBuilder parser = new SAXBuilder(); // 新建立构造器try {Document document = parser build(configxml);Element root = document getRootElement();return root;}catch(JDOMException e){logger error( listen xml文件格式非法! );throw new JDOMException();}}public static ConsumeThreadPoolPara getConsumeThreadPoolPara(){if(consumeThreadPoolPara ==null){try {Element root = loadDocument();Element consumeThreadPool = root getChild( ConsumeThreadPool );if (consumeThreadPool != null) { //代表有数据库配置consumeThreadPoolPara = new ConsumeThreadPoolPara();Element minPools = consumeThreadPool getChild( minPools );consumeThreadPoolPara setMinPools(Integer parseInt(minPools getTextTrim()));Element maxPools = consumeThreadPool getChild( maxPools );consumeThreadPoolPara setMaxPools(Integer parseInt(maxPools getTextTrim()));Element checkThreadPeriod = consumeThreadPool getChild( checkThreadPeriod );consumeThreadPoolPara setCheckThreadPeriod(Integer parseInt(checkThreadPeriod getTextTrim()));}}catch (JDOMException e) {}}return consumeThreadPoolPara;}} 四 线程池源代码 import java util *;/*** <p>Title: 线程池</p>* <p>Description: 采集消费模块</p>* <p>Copyright: Copyright (c) </p>* <p>Company: </p>* @author 张荣斌* @version */public class ThreadPool {private static int minPools = ; //最小连接池数目private static int maxPools = ; //最大连接池数目private static int checkThreadPeriod = ; //检查连接池的周期ArrayList m_ThreadList;//工作线程列表LinkedList m_RunList = null;//工作任务列表int totalThread = ;//总线程数static int freeThreadCount = ;//未被使用的线程数目private java util Timer timer = null;//定时器static Object o = new Object();static{//先初始化线程池的参数ConsumeThreadPoolPara consumeThreadPoolPara = ParseConfig getConsumeThreadPoolPara();if(consumeThreadPoolPara!=null){minPools = consumeThreadPoolPara getMinPools();maxPools = consumeThreadPoolPara getMaxPools();checkThreadPeriod = consumeThreadPoolPara getCheckThreadPeriod()* * ;}}public void setMinPools(int minPools){this minPools = minPools;}public void setMaxPools(int maxPools){this maxPools = maxPools;}public void setCheckThreadPeriod(int checkThreadPeriod){this checkThreadPeriod = checkThreadPeriod;}public ThreadPool() {m_ThreadList=new ArrayList();m_RunList=new LinkedList();for(int i= ;i<minPools;i++){WorkerThread temp=new WorkerThread();totalThread = totalThread + ;m_ThreadList add(temp);temp start();try{Thread sleep( );}catch(Exception e){}}timer = new Timer(true);//启动定时器timer schele(new CheckThreadTask(this) checkThreadPeriod);}/*** 当有一个工作来的时候启动线程池的线程* 当空闲线程数为 的时候 看总线程是否小于最大线程池的数目 就new一个新的线程 否则sleep 直到有空闲线程为止;* 当空闲线程不为 则将任务丢给空闲线程去完成* @param work*/public synchronized void run(String work){if (freeThreadCount == ) {if(totalThread<maxPools){WorkerThread temp = new WorkerThread();totalThread = totalThread + ;m_ThreadList add(temp);temp start();synchronized(m_RunList){m_RunList add(work);m_RunList notify();}}else{while (freeThreadCount == ) {try {Thread sleep( );}catch (InterruptedException e) {}}synchronized(m_RunList){m_RunList add(work);m_RunList notify();}}} else {synchronized(m_RunList){m_RunList add(work);m_RunList notify();}}}/*** 检查所有的线程的有效性*/public synchronized void checkAllThreads() {Iterator lThreadIterator = erator();while (lThreadIterator hasNext()) { //逐个遍厉WorkerThread lTestThread = (WorkerThread) lThreadIterator next();if (! (lTestThread isAlive())) { //如果处在非活动状态时lTestThread = new WorkerThread(); //重新生成个线程lTestThread start(); //启动}}}/*** 打印调试信息*/public void printDebugInfo(){System out println( totalThread= +totalThread);System out println( m_ThreadList size()= +m_ThreadList size());}/**** <p>Title: 工作线程类</p>* @author 张荣斌* @version */class WorkerThread extends Thread{boolean running = true;String work;public void run(){while(running){synchronized(o){freeThreadCount++;}synchronized(m_RunList){while(m_RunList size() == ){try{m_RunList wait();if(!running) return;}catch(InterruptedException e){}< lishixin/Article/program/Java/gj/201311/27379
G. java线程池(一) 简述线程池的几种使用方式
首先说明下java线程是如何实现线程重用的
1. 线程执行完一个Runnable的run()方法后,不会被杀死
2. 当线程被重用时,这个线程会进入新Runnable对象的run()方法12
java线程池由Executors提供的几种静态方法创建线程池。下面通过代码片段简单介绍下线程池的几种实现方式。后续会针对每个实现方式做详细的说明
newFixedThreadPool
创建一个固定大小的线程池
添加的任务达到线程池的容量之后开始加入任务队列开始线程重用总共开启线程个数跟指定容量相同。
@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
仅支持单线程顺序处理任务
@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
这种情况跟第一种的方式类似,不同的是这种情况线程池容量上线是Integer.MAX_VALUE 并且线程池开启缓存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
支持给定的并行级别,并且可以使用多个队列来减少争用。
@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
看到的现象和第一种相同,也是在线程池满之前是新建线程,然后开始进入任务队列,进行线程重用
支持定时周期执行任务(还没有看完)
@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();
}
H. java线程池怎么实现
要想理解清楚java线程池实现原理,明白下面几个问题就可以了:
(1):线程池存在哪些状态,这些状态之间是如何进行切换的呢?
(2):线程池的种类有哪些?
(3):创建线程池需要哪些参数,这些参数的具体含义是什么?
(4):将任务添加到线程池之后运行流程?
(5):线程池是怎么做到重用线程的呢?
(6):线程池的关闭
首先回答第一个问题:线程池存在哪些状态;
查看ThreadPoolExecutor源码便知晓:
[java]view plain
//runStateisstoredinthehigh-orderbits
privatestaticfinalintRUNNING=-1<<COUNT_BITS;
privatestaticfinalintSHUTDOWN=0<<COUNT_BITS;
privatestaticfinalintSTOP=1<<COUNT_BITS;
privatestaticfinalintTIDYING=2<<COUNT_BITS;
=3<<COUNT_BITS;
*RUNNING->SHUTDOWN
*Oninvocationofshutdown(),perhapsimplicitlyinfinalize()
*(RUNNINGorSHUTDOWN)->STOP
*OninvocationofshutdownNow()
*SHUTDOWN->TIDYING
*Whenbothqueueandpoolareempty
*STOP->TIDYING
*Whenpoolisempty
*TIDYING->TERMINATED
*Whentheterminated()hookmethodhascompleted
publicThreadPoolExecutor(intcorePoolSize,
intmaximumPoolSize,
longkeepAliveTime,
TimeUnitunit,
BlockingQueue<Runnable>workQueue,
ThreadFactorythreadFactory,
)
if(wc>=CAPACITY||
wc>=(core?corePoolSize:maximumPoolSize))
returnfalse;
privatefinalclassWorker
implementsRunnable
Worker(RunnablefirstTask){
setState(-1);//
this.firstTask=firstTask;
this.thread=getThreadFactory().newThread(this);
}
public<T>Future<T>submit(Callable<T>task){
if(task==null)thrownewNullPointerException();
RunnableFuture<T>ftask=newTaskFor(task);
execute(ftask);
returnftask;
}
存在5种状态:
<1>Running:可以接受新任务,同时也可以处理阻塞队列里面的任务;
<2>Shutdown:不可以接受新任务,但是可以处理阻塞队列里面的任务;
<3>Stop:不可以接受新任务,也不处理阻塞队列里面的任务,同时还中断正在处理的任务;
<4>Tidying:属于过渡阶段,在这个阶段表示所有的任务已经执行结束了,当前线程池中是不存在有效的线程的,并且将要调用terminated方法;
<5>Terminated:终止状态,这个状态是在调用完terminated方法之后所处的状态;
那么这5种状态之间是如何进行转换的呢?查看ThreadPoolExecutor源码里面的注释便可以知道啦:
[java]view plain
从上面可以看到,在调用shutdown方法的时候,线程池状态会从Running转换成Shutdown;在调用shutdownNow方法的时候,线程池状态会从Running/Shutdown转换成Stop;在阻塞队列为空同时线程池为空的情况下,线程池状态会从Shutdown转换成Tidying;在线程池为空的情况下,线程池状态会从Stop转换成Tidying;当调用terminated方法之后,线程池状态会从Tidying转换成Terminate;
在明白了线程池的各个状态以及状态之间是怎么进行切换之后,我们来看看第二个问题,线程池的种类:
(1):CachedThreadPool:缓存线程池,该类线程池中线程的数量是不确定的,理论上可以达到Integer.MAX_VALUE个,这种线程池中的线程都是非核心线程,既然是非核心线程,那么就存在超时淘汰机制了,当里面的某个线程空闲时间超过了设定的超时时间的话,就会回收掉该线程;
(2):FixedThreadPool:固定线程池,这类线程池中是只存在核心线程的,对于核心线程来说,如果我们不设置allowCoreThreadTimeOut属性的话是不存在超时淘汰机制的,这类线程池中的corePoolSize的大小是等于maximumPoolSize大小的,也就是说,如果线程池中的线程都处于活动状态的话,如果有新任务到来,他是不会开辟新的工作线程来处理这些任务的,只能将这些任务放到阻塞队列里面进行等到,直到有核心线程空闲为止;
(3):ScheledThreadPool:任务线程池,这种线程池中核心线程的数量是固定的,而对于非核心线程的数量是不限制的,同时对于非核心线程是存在超时淘汰机制的,主要适用于执行定时任务或者周期性任务的场景;
(4):SingleThreadPool:单一线程池,线程池里面只有一个线程,同时也不存在非核心线程,感觉像是FixedThreadPool的特殊版本,他主要用于确保任务在同一线程中的顺序执行,有点类似于进行同步吧;
接下来我们来看第三个问题,创建线程池需要哪些参数:
同样查看ThreadPoolExecutor源码,查看创建线程池的构造函数:
[java]view plain
不管你调用的是ThreadPoolExecutor的哪个构造函数,最终都会执行到这个构造函数的,这个构造函数有7个参数,正是由于对这7个参数值的赋值不同,造成生成不同类型的线程池,比如我们常见的CachedThreadPoolExecutor、FixedThreadPoolExecutor
SingleThreadPoolExecutor、ScheledThreadPoolExecutor,我们老看看这几个参数的具体含义:
<1>corePoolSize:线程池中核心线程的数量;当提交一个任务到线程池的时候,线程池会创建一个线程来执行执行任务,即使有其他空闲的线程存在,直到线程数达到corePoolSize时不再创建,这时候会把提交的新任务放入到阻塞队列中,如果调用了线程池的preStartAllCoreThreads方法,则会在创建线程池的时候初始化出来核心线程;
<2>maximumPoolSize:线程池允许创建的最大线程数;如果阻塞队列已经满了,同时已经创建的线程数小于最大线程数的话,那么会创建新的线程来处理阻塞队列中的任务;
<3>keepAliveTime:线程活动保持时间,指的是工作线程空闲之后继续存活的时间,默认情况下,这个参数只有线程数大于corePoolSize的时候才会起作用,即当线程池中的线程数目大于corePoolSize的时候,如果某一个线程的空闲时间达到keepAliveTime,那么这个线程是会被终止的,直到线程池中的线程数目不大于corePoolSize;如果调用allowCoreThreadTimeOut的话,在线程池中线程数量不大于corePoolSize的时候,keepAliveTime参数也可以起作用的,知道线程数目为0为止;
<4>unit:参数keepAliveTime的时间单位;
<5>workQueue:阻塞队列;用于存储等待执行的任务,有四种阻塞队列类型,ArrayBlockingQueue(基于数组的有界阻塞队列)、LinkedBlockingQueue(基于链表结构的阻塞队列)、SynchronousQueue(不存储元素的阻塞队列)、PriorityBlockingQueue(具有优先级的阻塞队列);
<6>threadFactory:用于创建线程的线程工厂;
<7>handler:当阻塞队列满了,且没有空闲线程的情况下,也就是说这个时候,线程池中的线程数目已经达到了最大线程数量,处于饱和状态,那么必须采取一种策略来处理新提交的任务,我们可以自己定义处理策略,也可以使用系统已经提供给我们的策略,先来看看系统为我们提供的4种策略,AbortPolicy(直接抛出异常)、CallerRunsPolicy(只有调用者所在的线程来运行任务)、DiscardOldestPolicy(丢弃阻塞队列中最近的一个任务,并执行当前任务)、Discard(直接丢弃);
接下来就是将任务添加到线程池之后的运行流程了;
我们可以调用submit或者execute方法,两者最大的区别在于,调用submit方法的话,我们可以传入一个实现Callable接口的对象,进而能在当前任务执行结束之后通过Future对象获得任务的返回值,submit内部实际上还是执行的execute方法;而调用execute方法的话,是不能获得任务执行结束之后的返回值的;此外,调用submit方法的话是可以抛出异常的,但是调用execute方法的话,异常在其内部得到了消化,也就是说异常在其内部得到了处理,不会向外传递的;
因为submit方法最终也是会执行execute方法的,因此我们只需要了解execute方法就可以了:
在execute方法内部会分三种情况来进行处理:
<1>:首先判断当前线程池中的线程数量是否小于corePoolSize,如果小于的话,则直接通过addWorker方法创建一个新的Worker对象来执行我们当前的任务;
<2>:如果说当前线程池中的线程数量大于corePoolSize的话,那么会尝试将当前任务添加到阻塞队列中,然后第二次检查线程池的状态,如果线程池不在Running状态的话,会将刚刚添加到阻塞队列中的任务移出,同时拒绝当前任务请求;如果第二次检查发现当前线程池处于Running状态的话,那么会查看当前线程池中的工作线程数量是否为0,如果为0的话,就会通过addWorker方法创建一个Worker对象出来处理阻塞队列中的任务;
<3>:如果原先线程池就不处于Running状态或者我们刚刚将当前任务添加到阻塞队列的时候出现错误的话,那么会去尝试通过addWorker创建新的Worker来处理当前任务,如果添加失败的话,则拒绝当前任务请求;
可以看到在上面的execute方法中,我们仅仅只是检查了当前线程池中的线程数量有没有超过corePoolSize的情况,那么当前线程池中的线程数量有没有超过maximumPoolSize是在哪里检测的呢?实际上是在addWorker方法里面了,我们可以看下addWorker里面的一段代码:
[java]view plain
如果当前线程数量超过maximumPoolSize的话,直接就会调用return方法,返回false;
其实到这里我们很明显可以知道,一个线程池中线程的数量实际上就是这个线程池中Worker的数量,如果Worker的大小超过了corePoolSize,那么任务都在阻塞队列里面了,Worker是Java对我们任务的一个封装类,他的声明是酱紫的:
[java]view plain
可以看到他实现了Runnable接口,他是在addWorker方法里面通过new Worker(firstTask)创建的,我们来看看他的构造函数就知道了:
[java]view plain
而这里的firstTask其实就是我们调用execute或者submit的时候传入的那个参数罢了,一般来说这些参数是实现Callable或者Runnable接口的;
在通过addWorker方法创建出来Worker对象之后,这个方法的最后会执行Worker内部thread属性的start方法,而这个thread属性实际上就是封装了Worker的Thread,执行他的start方法实际上执行的是Worker的run方法,因为Worker是实现了Runnable接口的,在run方法里面就会执行runWorker方法,而runWorker方法里面首先会判断当前我们传入的任务是否为空,不为空的话直接就会执行我们通过execute或者submit方法提交的任务啦,注意一点就是我们虽然会通过submit方法提交实现了Callable接口的对象,但是在调用submit方法的时候,其实是会将Callable对象封装成实现了Runnable接口对象的,不信我们看看submit方法源码是怎么实现的:
[java]view plain
看到没有呢,实际上在你传入实现了Callable接口对象的时候,在submit方法里面是会将其封装成RunnableFuture对象的,而RunnableFuture接口是继承了Runnable接口的;那么说白了其实就是直接执行我们提交任务的run方法了;如果为空的话,则会通过getTask方法从阻塞队列里面拿出一个任务去执行;在任务执行结束之后继续从阻塞队列里面拿任务,直到getTask的返回值为空则退出runWorker内部循环,那么什么情况下getTask返回为空呢?查看getTask方法的源码注释可以知道:在Worker必须需要退出的情况下getTask会返回空,具体什么情况下Worker会退出呢?(1):当Worker的数量超过maximumPoolSize的时候;(2):当线程池状态为Stop的时候;(3):当线程池状态为Shutdown并且阻塞队列为空的时候;(4):使用等待超时时间从阻塞队列中拿数据,但是超时之后仍然没有拿到数据;
如果runWorker方法退出了它里面的循环,那么就说明当前阻塞队列里面是没有任务可以执行的了,你可以看到在runWorker方法内部的finally语句块中执行了processWorkerExit方法,用来对Worker对象进行回收操作,这个方法会传入一个参数表示需要删除的Worker对象;在进行Worker回收的时候会调用tryTerminate方法来尝试关闭线程池,在tryTerminate方法里面会检查是否有Worker在工作,检查线程池的状态,没问题的话就会将当前线程池的状态过渡到Tidying,之后调用terminated方法,将线程池状态更新到Terminated;
从上面的分析中,我们可以看出线程池运行的4个阶段:
(1):poolSize < corePoolSize,则直接创建新的线程(核心线程)来执行当前提交的任务;
(2):poolSize = corePoolSize,并且此时阻塞队列没有满,那么会将当前任务添加到阻塞队列中,如果此时存在工作线程(非核心线程)的话,那么会由工作线程来处理该阻塞队列中的任务,如果此时工作线程数量为0的话,那么会创建一个工作线程(非核心线程)出来;
(3):poolSize = corePoolSize,并且此时阻塞队列已经满了,那么会直接创建新的工作线程(非核心线程)来处理阻塞队列中的任务;
(4):poolSize = maximumPoolSize,并且此时阻塞队列也满了的话,那么会触发拒绝机制,具体决绝策略采用的是什么就要看我们创建ThreadPoolExecutor的时候传入的RejectExecutionHandler参数了;
接下来就是线程池是怎么做到重用线程的呢?
个人认为线程池里面重用线程的工作是在getTask里面实现的,在getTask里面是存在两个for死循环嵌套的,他会不断的从阻塞对列里面取出需要执行的任务,返回给我们的runWorker方法里面,而在runWorker方法里面只要getTask返回的任务不是空就会执行该任务的run方法来处理它,这样一直执行下去,直到getTask返回空为止,此时的情况就是阻塞队列里面没有任务了,这样一个线程处理完一个任务之后接着再处理阻塞队列中的另一个任务,当然在线程池中的不同线程是可以并发处理阻塞队列中的任务的,最后在阻塞队列内部不存在任务的时候会去判断是否需要回收Worker对象,其实Worker对象的个数就是线程池中线程的个数,至于什么情况才需要回收,上面已经说了,就是四种情况了;
最后就是线程池是怎样被关闭的呢?
涉及到线程池的关闭,需要用到两个方法,shutdown和shutdownNow,他们都是位于ThreadPoolExecutor里面的,对于shutdown的话,他会将线程池状态切换成Shutdown,此时是不会影响对阻塞队列中任务执行的,但是会拒绝执行新加进来的任务,同时会回收闲置的Worker;而shutdownNow方法会将线程池状态切换成Stop,此时既不会再去处理阻塞队列里面的任务,也不会去处理新加进来的任务,同时会回收所有Worker;
I. java 线程池机制的原理是什么
线程池属于对象池.所有对象池都具有一个非常重要的共性,就是为了最大程度复用对象.那么线程池的最
重要的特征也就是最大程度利用线程.
首先,创建线程本身需要额外(相对于执行任务而必须的资源)的开销.
作业系统在每创建一个线程时,至少需要创建以下资源:
(1) 线程内核对象:用于对线程上下文的管理.
(2) 用户模式执行栈.
(3) 内核模式执行栈.
这些资源被线程占有后作业系统和用户都无法使用.
相反的过程,销毁线程需要回收资源,也需要一定开销.
其次,过多的线程将导致过度的切换.线程切换带来的性能更是不可估量.系统完成线程切换要经过以下过程:
(1) 从用户模式切换到内核模式.
(2) 将CPU寄存器的值保存到当前线程的内核对象中.
(3)打开一个自旋锁,根据调度策略决定下一个要执行的线程.释放自旋锁,如果要执行的线程不是同一进
程中的线程,还需要切换虚拟内存等进程环境.
(4) 将要执行的线程的内核对象的值写到CPU寄存器中.
(5) 切换到用户模式执行新线程的执行逻辑.
所以线程池的目的就是为了减少创建和切换线程的额外开销,利用已经的线程多次循环执行多个任务从而提
高系统的处理能力.