Java并发编程艺术 9 Java中的线程池

第9章  Java中的线程池

线程池的优点

【1】降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程，可以减少创建、销毁线程的消耗

【2】提高响应速度。可以直接使用已创建线程。

【3】提高线程的管理性。通过线程池统一的分配、调优和监控。

线程池创建

new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue) 最少参数

     {this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,

             Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);

     }

new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, threadFactory, handler)最多参数

int corePoolSize 线程池的基本的大小，当提交一个任务到线程池，线程池会创建一个线程来执行任务。即使有空闲线程也会创建新的线程。线程数到达corePoolSize大小时，就不在创建新的。如果使用线程池的prestartAllCoreThreads()方法，线程池会提前创建并启动所有基本线程。

int maximumPoolSize 线程池最大数量，线程池允许创建的最大数量。如果任务队列已经满了，并且已创建的线程数小于maximumPoolSize，线程池会再创建新的线程。如果阻塞队列是无界队列，这个参数就没软用了。

long keepAliveTime 线程保持活动时间，工作线程空闲后保持的存活时间。

TimeUnit unit      线程保持活动时间的单位。可选DAYS天、HOURS小时、MINUTES分钟、MILLISECOUNDS毫秒

BlockingQueue<Runnable> workQueue  用于保存等待执行的任务的阻塞队列。可以选择ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等

ThreadFactory threadFactory  用于设置创建线程的工厂，可以通过线程工厂为每个线程设置有意义的名字。使用了开源框架的guava提供的ThreadFactoryBuilder。

RejectedExecutionHandler handler  饱和策略。当队列和线程池饱和的情况下，采用的提交策略。默认是AbortPolicy

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提交任务：submit和execute

可以通过submit()和execute()方法提交任务。

区别：

【1】execute()是在Executor接口中定义，也是Executor中唯一的抽象方法。submit()是在ExecutorService中定义的（继承了Executor接口）

【2】execute()方法没有返回值，submit()返回一个Future对象。通过Future.get可以判断任务是否执行成功、或者执行完成。（主要区别）

【3】submit()方便主线程对Exception做处理。通过Future.get捕获抛出异常。

注意：Future.get方法是阻塞的。

void execute(Runnable command)  ：

在将来某个时间执行给定任务。可以在新线程中或者在现有池线程中执行该任务。如果无法将任务提交执行，或者因为此执行程序已关闭，或者因为已达到其容量，则该任务由当前 RejectedExecutionHandler处理。

submit被重载三次

Future<？> submit(Runnable task)  提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future。该 Future 的 get 方法在成功完成时将会返回null。如果抛出异常，get方法将捕获异常。

Future submit(Runnable task,T result)  Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future。该 Future 的 get 方法在成功完成时将会返回给定的结果（也就是预先传递的result参数）。如果抛出异常，get方法将捕获异常。submit(task,null)和submit(task)是一样的。

Future submit(Callable task)  提交一个返回值的任务用于执行，返回一个表示任务的未决结果的 Future。该 Future 的 get 方法在成功完成时将会返回该任务的结果。 如果想立即阻塞任务的等待，则可以使用 result = exec.submit(aCallable).get(); 

public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {

     BlockingQueue<Runnable> workQueue = new LinkedBlockingQueue<>();

     ThreadPoolExecutor e= new ThreadPoolExecutor(20, 50, 1L, TimeUnit.MINUTES, workQueue);

//   Future<?> f = e.submit(new MyRunnable(),new Re());

     Future<String> f = e.submit(new MyCallable());

     System.out.println("future get : "+ f.get());

}

static class MyRunnable implements Runnable{

     public void run() {

           String name = "mm";

           System.out.println(name);

           throw new RuntimeException("haha");

     }

}

static class MyCallable implements Callable<String>{

     public String call() throws Exception {

           String name = "dd";

           System.out.println(name);

           Thread.sleep(5000);

           return name;

     }

}

static class Re{

     String re = "ok";

}

【1】execute方法性能较高，所以不需要返回值的时候尽量可以选用。

【2】如果需要返回值，可以实现Callable接口。如果只是需要得到空的结果使用submit就好。

【3】Callable和Future使用可以实现异步执行方法，异步获取执行结果。

关闭线程池

通过调用shutdown或者shutdownNow方法来关闭线程池。原理是遍历线程池中的工作线程，然后逐个调用interrupt方法来中断线程，所以无法响应中断的线程可能永远不能停止。

shutdownNow：将线程池状态设置为STOP，停止所有正在执行或空闲的线程，并返回等待执行任务的列表。

shutdown：只是将线程状态设置为SHUTDOWN，然后终端空闲的线程。

调用了以上的任意一个，isShutdown都会返回true。当所有任务都关闭以后才算线程池关闭成功，isTerminated方法才返回true。通常调用shutdown方法，如果任务不执行完也行，也可以使用shutdownNow。

合理配置线程池

1.判断任务性质：CPU密集型、IO密集型、混合型

2.可以选择使用优先级队列处理优先级不同的任务。（注意：可以导致低优先级的任务永远不执行）

3.建议使用有界队列。可以增加系统的稳定性和预警能力，维持在一定的任务数量，可以设置为几千。

线程池的监控

在系统中使用了大量线程池，有必要对线程池进行监控，可以根据线程池使用情况快速定位问题。

taskCount：线程需要执行的任务数量

completedTaskCount：线程池已完成的任务书，小于等于taskCount

largestPoolSize：线程池曾经创建的最大线程数。可以用来判断线程池是否满过。

getPoolSize：线程池的线程数量。线程池不销毁的话，线程池中的线程不会自动销毁，所以这个数值只增不减。

还可以对线程池进行扩展。通过集成线程池，重写线程池的beforeExecute、afterExecute和terminated方法。执行一些自定义的代码来监控。

例如监控任务的平均时间，最大（最小）执行时间等。在线程池中默认是空方法。