多线程之两种线程池对比

西城旧梦梦旧人 2017-04-19 22:09

Java的线程池从本质上来说只有两个：ThreadPoolExecutor和Scheduled-ThreadPoolExecutor，这两个类还是父子关系，但是Java为了简化并行计算，还提供了一个Executors的静态类，它可以直接生成多种不同的线程池执行器，比如单线程执行器、带缓冲功能的执行器等，但归根到底还是使ThreadPoolExecutor类或Scheduled-ThreadPoolExecutor类的封装类。

我们首先来看下ThreadPoolExecutor类，先来看下构造函数。

最复杂的构造函数

这个构造函数是ThreadPoolExecutor最完整的构造函数。下面看下这些参数的介绍：

1. corePoolSize：最小线程数。

   线程启动后，在池中保持线程的最小数量。需要说明的是线程数量是逐渐大到corePoolSize值的，例如corePoolSize被设置为10，而任务数量只有5，则线程池中最多被启动5个线程，而不是一次性启动10个线程。

2. maximumPoolSize：最大线程数量。

   这是池中能够容纳的最大线程容量，如果超出，则使用RejectedExecutionHandler拒绝策略处理。

3. keepAliveTime：线程最大生命期。

   这里的生命期有两个约束条件：一是该参数针对的是超过corePoolSize数量的线程；二是处于非运行状态的线程。也就是说，如果corePoolSize为10，macimumPoolSize为20，此时线程池中有15个线程在运行，一段时间后，其中有3个线程处于等待状态的时间超过了keepAliveTime知道的时间，则结束这3个线程，此时线程池中则还有12个线程正在运行。

4. unit：时间单位。

   这是keepAliveTime的时间单位，可以是纳秒、毫秒、秒、分钟等。

5. workQuene：任务队列。

   当线程池中的线程都处于运行状态，而此时任务数量继续增加，则需要一个容器来容纳这些任务，这就是任务队列。

6. threadFactory：线程工厂。

   定义如何启动一个线程，可以设置线程名称，并且可以确认是否是后台线程等。

7. handler：拒绝任务处理器。

   由于超出线程数量和队列容量而对继续增加的任务进行处理的程序。

线程池的管理是这样的一个过程：首先创建线程池，然后根据任务的数量逐渐将线程增大到corePoolSize数量，如果此时仍有任务增加，则放置到workQuene中，直到workQuene爆满为止，然后继续增加池中的线程数量（增加处理能力），最终达到maximumPoolSize，那如果此时还有任务要进来呢？这就需要handler来处理了，或者丢弃新任务，或者拒绝新任务，或者挤占已有任务等。

在任务队列和线程池都饱和的情况下，一旦有线程处于等待（任务处理完毕，没有新任务增加）状态的时间超过了keepAliveTime，则该线程终止，也就是说池中的线程数量会逐渐降低，直至为corePoolSize数量为止。

现在来通过实际场景来描述一下：在一条生产线上，车间规定是可以有corePoolSize数量的工人，但是生产线刚建立时，工作不多，不需要那么多人。随着工作数量的增加，工人数量也逐渐增加，直至增加到corePoolSize数量为止，此时任务还在增加，那么任务就需要排队！corePoolSize数量的工人马不停蹄的处理任务，新增加的任务按照一定规则放到仓库中（workQuene），一旦任务增加的速度超过了工人处理的能力，也就是说仓库爆满了，车间就需要继续招聘工人（增加线程数），直至工人数量达到maximumPoolSize为止，那如果maximumPoolSize数量的工人都在处理任务，而且仓库又爆满了，新增的任务就是要扔给handler机构去处理，要么丢弃这些新增的任务，要么无视，要么替换掉别的任务。

这样过了一段时间后，任务的数量逐渐减少了，导致一部分的工人处于待工状态，为了减少开支，于是开始辞退工人，知道保持为corePoolSize数量的工人为止，此时即使没有工作，也不会辞退工人。这也是为了保证以后再有任务时能够快速的处理。

看完线程池的概念，我们再来看下Executors提供的几个创建线程池的便捷方法：

1. newSingleThreadExecutor：单线程池。

   顾名思义就是池中只有一个线程在运行，由于是一个线程，当多个任务需要处理的时候，会将他们放到一个无界阻塞队列中逐个处理。实现方法直接看多线程之异步运算。

2. newCachedThreadPool：缓冲功能的线程池。

   建立一个线程池，而且线程数量是没有限制的（不能超过Integer的最大值），增加一个任务既有一个线程处理，或者复用之前空闲的线程，或者启动一个新的线程，但是一旦一个线程在60s内一直是处于等待状态时，则会被终止。这里要注意的是，任务队列使用的是同步阻塞队列，就是说对类中加一个元素，就可以新唤醒一个线程。这种队列没有队列深度的概念。

3. newFixedThreadPool：固定线程数量的线程池。

   在初始化的时候决定线程的最大数量，若任务添加的能力超出了线程的处理能力，则建立阻塞队列容纳多余的任务。可以在源码中看到，它的corePoolSize和maximumPoolSize是相等的，也就是说，最大的线程数是nThreads。如果任务增长速度非常快，超过了队列的容量（Integer的最大值），那么就会按照ThreadPoolExecutor默认的拒绝策略（直接丢弃）来处理。

以上就是Executors的三种线程池执行器，大家在开发的时候可以选择相应的线程池去开发~~