Java自带的线程池ThreadPoolExecutor详细介绍说明和实例应用

来源:互联网 发布:奋斗拼搏的诗句 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/03/29 19:09

来源:YidingHe's Blog

从 Java 5 开始,Java 提供了自己的线程池。线程池就是一个线程的容器,每次只执行额定数量的线程。 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 就是这样的线程池。它很灵活,但使用起来也比较复杂,本文就对其做一个介绍。


首先是构造函数。以最简单的构造函数为例:


public ThreadPoolExecutor(   
            int corePoolSize,   
            int maximumPoolSize,   
            long keepAliveTime,   
            TimeUnit unit,   
            BlockingQueue<Runnable> workQueue)  
public ThreadPoolExecutor( int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue)

看起来挺复杂的。这里介绍一下。


corePoolSize 指的是保留的线程池大小。 
maximumPoolSize 指的是线程池的最大大小。 
keepAliveTime 指的是空闲线程结束的超时时间。 
unit 是一个枚举,表示 keepAliveTime 的单位。 
workQueue 表示存放任务的队列。

我们可以从线程池的工作过程中了解这些参数的意义。线程池的工作过程如下:


1、线程池刚创建时,里面没有一个线程。任务队列是作为参数传进来的。不过,就算队列里面有任务,线程池也不会马上执行它们。

2、当调用 execute() 方法添加一个任务时,线程池会做如下判断:

    a. 如果正在运行的线程数量小于 corePoolSize,那么马上创建线程运行这个任务;

    b. 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。

    c. 如果这时候队列满了,而且正在运行的线程数量小于 maximumPoolSize,那么还是要创建线程运行这个任务;

    d. 如果队列满了,而且正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize,那么线程池会抛出异常,告诉调用者“我不能再接受任务了”。

3、当一个线程完成任务时,它会从队列中取下一个任务来执行。

4、当一个线程无事可做,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。

这样的过程说明,并不是先加入任务就一定会先执行。假设队列大小为 10,corePoolSize 为 3,maximumPoolSize 为 6,那么当加入 20 个任务时,执行的顺序就是这样的:首先执行任务 1、2、3,然后任务 4~13 被放入队列。这时候队列满了,任务 14、15、16 会被马上执行,而任务 17~20 则会抛出异常。最终顺序是:1、2、3、14、15、16、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13。下面是一个线程池使用的例子:


public static void main(String[] args) {   
    BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>();   
    ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 1, TimeUnit.DAYS, queue);   
    
    for (int i = 0; i < 20; i++) {   
        executor.execute(new Runnable() {   
    
            public void run() {   
                try {   
                    Thread.sleep(1000);   
                } catch (InterruptedException e) {   
                    e.printStackTrace();   
                }   
                System.out.println(String.format("thread %d finished", this.hashCode()));   
            }   
        });   
    }   
    executor.shutdown();   
}  

对这个例子的说明如下:

1、BlockingQueue 只是一个接口,常用的实现类有 LinkedBlockingQueue 和 ArrayBlockingQueue。用 LinkedBlockingQueue 的好处在于没有大小限制。这样的话,因为队列不会满,所以 execute() 不会抛出异常,而线程池中运行的线程数也永远不会超过 corePoolSize 个,keepAliveTime 参数也就没有意义了。

2、shutdown() 方法不会阻塞。调用 shutdown() 方法之后,主线程就马上结束了,而线程池会继续运行直到所有任务执行完才会停止。如果不调用 shutdown() 方法,那么线程池会一直保持下去,以便随时添加新的任务。

到这里对于这个线程池还只是介绍了一小部分。ThreadPoolExecutor 具有很强的可扩展性,不过扩展它的前提是要熟悉它的工作方式。

 

java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 类提供了丰富的可扩展性。你可以通过创建它的子类来自定义它的行为。例如,我希望当每个任务结束之后打印一条消息,但我又无法修改任务对象,那么我可以这样写:


ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(size, maxSize, 1, TimeUnit.DAYS, queue) {
    @Override
    protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
        System.out.println("Task finished.");
    }
};


 

除了 afterExecute 方法之外,ThreadPoolExecutor 类还有 beforeExecute() 和 terminated() 方法可以重写,分别是在任务执行之前和整个线程池停止之后执行。



除了可以添加任务执行前后的动作之外, ThreadPoolExecutor 还允许你自定义当添加任务失败后的执行策略。你可以调用线程池的 setRejectedExecutionHandler() 方法,用自定义的 RejectedExecutionHandler 对象替换现有的策略。 ThreadPoolExecutor 提供 4 个现有的策略,分别是:


ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:表示拒绝任务并抛出异常 
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy:表示拒绝任务但不做任何动作 
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy:表示拒绝任务,并在调用者的线程中直接执行该任务 
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy:表示先丢弃任务队列中的第一个任务,然后把这个任务加进队列。
 

这里是一个例子:


 

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(size, maxSize, 1, TimeUnit.DAYS, queue);

executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());


 


除此之外,你也可以通过实现 RejectedExecutionHandler 接口来编写自己的策略。下面是一个例子:


ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 1, TimeUnit.SECONDS, queue,
        new RejectedExecutionHandler() {
            public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
                System.out.println(String.format("Task %d rejected.", r.hashCode()));
            }
        }

);

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