Java 与 JVM · 教程

JDK的内置线程池

线程池是什么?

线程池可以控制线程运行的数量,处理过程中将任务放到队列中,然后在线程创建后启动这些任务,如果线程数量超过了最大数量,那么超出数量的线程就会排队等候,等其他线程执行完毕,再从队列中取出任务来执行。

主要特点为: 1、降低资源消耗,通过重复利用已创建的线程创建和销毁造成的消耗。 2、提供响应速度。当任务到达时,任务可以不需要等待线程创建,能够立即执行。 3、提高线程的可管理性。线程是稀缺资源,如果无限制的创建,不仅会消耗系统资源,还会降低系统的稳定性.使用线程池可以进行统一的分配, 调优和监控。

线程池参数:

  • corePoolSize: 线程池中常驻的线程数。
  • maximumPoolSize: 线程池中能够容纳同时执行的最大线程数,此值必须大于1.
  • keepAliveTime: 多余的空闲线程的存活时间。当前线程池数量超过corePoolSize时,当空闲时间达keepAliveTime值时,多余的空闲线程会被销毁直到剩下corePoolSize个线程为止。
  • unit: keepAliveTime的单位.
  • workQueue: 任务队列,被提交但尚未执行的任务.
  • threadFactory: 表示生成线程池中工作线程的线程工厂,用于创建线程。
  • headler: 拒绝策略,表示当队列满了并且工作线程大于等于线程池的最大线程数(maximumPoolSize)时采取的措施。

线程池运行原理:

  • 1.在创建线程之后,等待提交过来的任务请求。
  • 2.当调用execute()方法添加一个请求任务时,线程池会做如下判断:
    • 2.1、如果正在运行的线程数量小于corePoolSize,那么马上创建线程执行这个任务。
    • 2.2、如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize,那么将这个任务放入队列。
    • 2.3、如果这时候队列满了且正在运行的线程数量还小于maximumPoolSize,那么创建非核心线程l立刻执行这个任务。
    • 2.4、如果队列满了且正在运行的线程数量大于或者等于这个maximumPoolSize, 那么线程池会启动饱和拒绝策略来执行。
  • 3、当线程执行完成任务时,它会从队列中取下一个任务来执行。
  • 4、当线程无事可做超过一定的时间(keepAliveTime)时,线程池会判断: 如果当前运行的线程数大于corePoolSize,那么这个线程就会被停掉。 所以线程池的所有任务完成后它最终会收缩到corePoolSize的大小。

线程池拒绝策略

拒绝策略实现了 RejectedExecutionHandler 接口。

JDK内置的四种:

  • AbortPolicy(默认): 直接抛出RejectedExecutionException异常阻止系统正常运行。
  • CallerRunsPolicy: “调用者运行”一种运行机制,该策略既不会 抛弃任务,也不会抛出异常,而是返回给调用者,从而减轻新任务流量。
  • DiscardOldestPolicy: 抛弃队列中等待最久的任务,然后把当前任务加入队列中尝试再次提交当前任务。
  • DiscardPolicy: 直接丢弃任务,不予任何处理也不会抛出异常。如果允许任务丢失,这是最好的

如何配置线程池参数

  • CPU密集型: 需要大量的运算,没有阻塞。CPU一直在全速运行。 CPU密集型任务只有在真正的多核CPU上才可以得到加速

    参考公式: CPU核心数+1个线程

  • IO密集型: 即该任务需要大量的IO,即大量的阻塞。 在单线程上运行IO密集型的任务会导致浪费大量的CPU运算能力浪费等待。所以在IO秘籍型任务重使用多线程可以大大的加速程序运行,即使在单核CPU上,这种加速主要就是利用了被浪费掉的阻塞时间。 IO密集型,大部分线程都会阻塞。所以需要多配置线程。配置方案有两种:

    1、参考公式: CPU核数/1 - 阻塞系数。 阻塞系数在0.8-0.9之间。 比如8核CPU:

    81−0.9=80\frac{8}{1-0.9}=80

    个线程 2、参考公式: CPU核数*2

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