线程池

Java并发编程：线程池的使用

转自：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3932921.html

　　我们使用线程的时候就去创建一个线程，这样实现起来非常简便，但是就会有一个问题：

　　如果并发的线程数量很多，并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了，这样频繁创建线程就会大大降低系统的效率，因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。

　　那么有没有一种办法使得线程可以复用，就是执行完一个任务，并不被销毁，而是可以继续执行其他的任务？

　　在Java中可以通过线程池来达到这样的效果。今天我们就来详细讲解一下Java的线程池，首先我们从最核心的ThreadPoolExecutor类中的方法讲起，然后再讲述它的实现原理，接着给出了它的使用示例，最后讨论了一下如何合理配置线程池的大小。

　　以下是本文的目录大纲：

　　一.Java中的ThreadPoolExecutor类

　　二.深入剖析线程池实现原理

　　三.使用示例

　　四.如何合理配置线程池的大小　

原文链接：

　　http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3932921.html

　

一.Java中的ThreadPoolExecutor类

　　java.uitl.concurrent.ThreadPoolExecutor类是线程池中最核心的一个类，因此如果要透彻地了解Java中的线程池，必须先了解这个类。下面我们来看一下ThreadPoolExecutor类的具体实现源码。

　　在ThreadPoolExecutor类中提供了四个构造方法：

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public class ThreadPoolExecutor extendsAbstractExecutorService {

    .....

    publicThreadPoolExecutor(intcorePoolSize,intmaximumPoolSize,longkeepAliveTime,TimeUnit unit,

            BlockingQueue<Runnable> workQueue);

 

    publicThreadPoolExecutor(intcorePoolSize,intmaximumPoolSize,longkeepAliveTime,TimeUnit unit,

            BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory);

 

    publicThreadPoolExecutor(intcorePoolSize,intmaximumPoolSize,longkeepAliveTime,TimeUnit unit,

            BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler);

 

    publicThreadPoolExecutor(intcorePoolSize,intmaximumPoolSize,longkeepAliveTime,TimeUnit unit,

        BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler);

    ...

}

 　　从上面的代码可以得知，ThreadPoolExecutor继承了AbstractExecutorService类，并提供了四个构造器，事实上，通过观察每个构造器的源码具体实现，发现前面三个构造器都是调用的第四个构造器进行的初始化工作。

 　　下面解释下一下构造器中各个参数的含义：

• corePoolSize：核心池的大小，这个参数跟后面讲述的线程池的实现原理有非常大的关系。在创建了线程池后，默认情况下，线程池中并没有任何线程，而是等待有任务到来才创建线程去执行任务，除非调用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法，从这2个方法的名字就可以看出，是预创建线程的意思，即在没有任务到来之前就创建corePoolSize个线程或者一个线程。默认情况下，在创建了线程池后，线程池中的线程数为0，当有任务来之后，就会创建一个线程去执行任务，当线程池中的线程数目达到corePoolSize后，就会把到达的任务放到缓存队列当中；
• maximumPoolSize：线程池最大线程数，这个参数也是一个非常重要的参数，它表示在线程池中最多能创建多少个线程；
• keepAliveTime：表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。默认情况下，只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时，keepAliveTime才会起作用，直到线程池中的线程数不大于corePoolSize，即当线程池中的线程数大于corePoolSize时，如果一个线程空闲的时间达到keepAliveTime，则会终止，直到线程池中的线程数不超过corePoolSize。但是如果调用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法，在线程池中的线程数不大于corePoolSize时，keepAliveTime参数也会起作用，直到线程池中的线程数为0；
• unit：参数keepAliveTime的时间单位，有7种取值，在TimeUnit类中有7种静态属性：

TimeUnit.DAYS;               //天TimeUnit.HOURS;             //小时TimeUnit.MINUTES;           //分钟TimeUnit.SECONDS;           //秒TimeUnit.MILLISECONDS;      //毫秒TimeUnit.MICROSECONDS;      //微妙TimeUnit.NANOSECONDS;       //纳秒

• workQueue：一个阻塞队列，用来存储等待执行的任务，这个参数的选择也很重要，会对线程池的运行过程产生重大影响，一般来说，这里的阻塞队列有以下几种选择：

ArrayBlockingQueue;LinkedBlockingQueue;SynchronousQueue;

　　ArrayBlockingQueue和PriorityBlockingQueue使用较少，一般使用LinkedBlockingQueue和Synchronous。线程池的排队策略与BlockingQueue有关。

• threadFactory：线程工厂，主要用来创建线程；
• handler：表示当拒绝处理任务时的策略，有以下四种取值：

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。 ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程）ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务 

 　　具体参数的配置与线程池的关系将在下一节讲述。

　　从上面给出的ThreadPoolExecutor类的代码可以知道，ThreadPoolExecutor继承了AbstractExecutorService，我们来看一下AbstractExecutorService的实现：

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public abstract class AbstractExecutorService implements ExecutorService {

 

     

    protected<T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) { };

    protected<T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) { };

    publicFuture<?> submit(Runnable task) {};

    public<T> Future<T> submit(Runnable task, T result) { };

    public<T> Future<T> submit(Callable<T> task) { };

    private<T> T doInvokeAny(Collection<?extendsCallable<T>> tasks,

                            booleantimed,long nanos)

        throwsInterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {

    };

    public<T> T invokeAny(Collection<?extendsCallable<T>> tasks)

        throwsInterruptedException, ExecutionException {

    };

    public<T> T invokeAny(Collection<?extendsCallable<T>> tasks,

                           longtimeout, TimeUnit unit)

        throwsInterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {

    };

    public<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<?extendsCallable<T>> tasks)

        throwsInterruptedException {

    };

    public<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<?extendsCallable<T>> tasks,

                                         longtimeout, TimeUnit unit)

        throwsInterruptedException {

    };

}

 　　AbstractExecutorService是一个抽象类，它实现了ExecutorService接口。

　　我们接着看ExecutorService接口的实现：

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public interface ExecutorService extendsExecutor {

 

    voidshutdown();

    booleanisShutdown();

    booleanisTerminated();

    booleanawaitTermination(longtimeout, TimeUnit unit)

        throwsInterruptedException;

    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);

    <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);

    Future<?> submit(Runnable task);

    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<?extendsCallable<T>> tasks)

        throwsInterruptedException;

    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<?extendsCallable<T>> tasks,

                                  longtimeout, TimeUnit unit)

        throwsInterruptedException;

 

    <T> T invokeAny(Collection<?extendsCallable<T>> tasks)

        throwsInterruptedException, ExecutionException;

    <T> T invokeAny(Collection<?extendsCallable<T>> tasks,

                    longtimeout, TimeUnit unit)

        throwsInterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;

}

 　　而ExecutorService又是继承了Executor接口，我们看一下Executor接口的实现：

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public interface Executor {

    voidexecute(Runnable command);

}

 　　到这里，大家应该明白了ThreadPoolExecutor、AbstractExecutorService、ExecutorService和Executor几个之间的关系了。

　　Executor是一个顶层接口，在它里面只声明了一个方法execute(Runnable)，返回值为void，参数为Runnable类型，从字面意思可以理解，就是用来执行传进去的任务的；

　　然后ExecutorService接口继承了Executor接口，并声明了一些方法：submit、invokeAll、invokeAny以及shutDown等；

　　抽象类AbstractExecutorService实现了ExecutorService接口，基本实现了ExecutorService中声明的所有方法；

　　然后ThreadPoolExecutor继承了类AbstractExecutorService。

　　在ThreadPoolExecutor类中有几个非常重要的方法：

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execute()

submit()

shutdown()

shutdownNow()

 　　execute()方法实际上是Executor中声明的方法，在ThreadPoolExecutor进行了具体的实现，这个方法是ThreadPoolExecutor的核心方法，通过这个方法可以向线程池提交一个任务，交由线程池去执行。

　　submit()方法是在ExecutorService中声明的方法，在AbstractExecutorService就已经有了具体的实现，在ThreadPoolExecutor中并没有对其进行重写，这个方法也是用来向线程池提交任务的，但是它和execute()方法不同，它能够返回任务执行的结果，去看submit()方法的实现，会发现它实际上还是调用的execute()方法，只不过它利用了Future来获取任务执行结果（Future相关内容将在下一篇讲述）。

　　shutdown()和shutdownNow()是用来关闭线程池的。

　　还有很多其他的方法：

　　比如：getQueue() 、getPoolSize() 、getActiveCount()、getCompletedTaskCount()等获取与线程池相关属性的方法，有兴趣的朋友可以自行查阅API。

作者：海子

　　　　

出处：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/

　　　　

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