Java线程池ThreadPoolExecutor

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前言

  多线程一直是Java进阶的必修课。在Java中，咱们很早就知道能够经过 Thread 类和 Runnable 接口来实现多线程。与之有着相似职责的数据库链接，也可经过JDBC建立与使用。但咱们深知不管是数据库链接的建立与销毁，仍是线程的建立与销毁，都是一件及其消耗性能的事情。为了减小这种状况的发生，前辈们就在思考，是否是能够复用已有的数据库链接？减小建立，销毁动做？这就是后来数据库链接池的由来。一样的，为了复用线程，也就有了线程池。我一直独自暗喜，身为一位幸福的Java程序员，前有Java虚拟机管理内存，后有Doug Lea 大师提供并发库，锁机制。简直幸福的不像话，不过幸福归幸福，该掌握的仍是须要掌握的，咱们一块儿来看看今天的主角：ThreadPoolExecutor。

简介

  在面试过程当中，也时常会遇到一些关于线程池的问题，例如：

1. 线程池中核心参数有哪些？

2. 有没有本身实现过线程池？

3. 若是让你本身实现线程池，你会怎么作？

…

这些问题，其实考核的就是Java线程池的知识，更具体一点就是对ThreadPoolExector类熟不熟悉，下面代码是ThreadPoolExector类的全参构造函数。下面咱们就一一对参数进行了解。

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

其中：

1. corePoolSize：表示该线程池最小的工做线程数。默认状况下，当须要使用时建立线程，也能够调用 prestartAllCoreThreads() 方法进行预建立全部的核心线程。

2. maximumPoolSize：表示该线程池最大的线程数量，理论上将其设置为无限大，就会建立无限多的线程，固然，建立线程的数量最终由系统资源也就是操做系统决定。

3. keepAliveTime：表示空闲线程的超时时间，(单位为纳秒）。但在构造函数中，单位与unit 参数配合使用，最终转换为纳秒。

4. unit：表示空闲线程超时的时间单位，可选值有：java.util.concurrent.TimeUnit中的值，SECONDS(秒)，MINUTES(分)，HOURS(小时)，DAYS(天) 等。

5. workQueue ：表示工做队列(实际上是一个runnable队列，在线程池中定义为Worker)，其基类为：java.util.concurrent.BlockingQueue。

6. threadFactory：线程工厂，一般用于建立线程，以及命令规则。默认为： Executors.defaultThreadFactory()。

7. handler 表示处理策略，当workQueue队列满时，以及建立线程错误时的处理策略。其基类为 java.util.concurrent.RejectedExecutionHandler。默认为：AbortPolicy 策略。

不一样组合

  在 java.util.concurrent.Executors类为咱们提供了多种组合，其底层仍是调用ThreadPoolExecutor。下面列举几个经常使用的方法：

1. newFixedThreadPool

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
     return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                   0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                   new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
 }
...

特性：线程数量大小固定，且 corePoolSize 与 maximumPoolSize 数量相等。当线程数量设置太少时。task则会积压在LinkedBlockingQueue队列中。当 task 任务大于Integer.MAX_VALUE时 则会有OOM发生的风与之类是的还有newSingleThreadExecutor方法。

2. newCachedThreadPool

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
     return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                   60L, TimeUnit.SECONDS,
                                   new SynchronousQueue<Runnable>());
 }

特性：corePoolSize数量为0，maximumPoolSize数量为Integer.MAX_VALUE，也就是说理论上是能够建立Integer.MAX_VALUE个线程的。keepAiveTime时间为 60秒。BlockingQueue使用的是SynchronousQueue，因为其没用容量，意味这每一次put对应着一次take操做，其吞吐量比较高。正由于如此，当task到达必定程度时，可能会建立许多线程，从而致使OOM，甚至服务不可用。

 

上述方法实际上是对ThreadPoolExecutor方法的封装对不对，知道了ThreadPoolExecutor的每个参数，再来使用这个，就驾轻就熟了对不对。

规范

Executors类这么方便，是否是能够直接使用Executors类来建立呢？固然能够，但并不建议这样作。在《阿里Java手册》中的并发处理小节中有提到：

【强制】线程池不容许使用 Executors 去建立,而是经过 ThreadPoolExecutor 的方式，这样的处理方式可让写的同窗更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。

说明：Executors 返回的线程池对象的弊端以下：
1) FixedThreadPool 和 SingleThreadPool :
容许的请求队列长度为 Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而致使 OOM 。
2) CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool :容许的建立线程数量为 Integer.MAX_VALUE ,可能会建立大量的线程，从而致使 OOM 。

在实际应用中，咱们应该遵照规范，避免掉一些不必的问题。该规约其最终目的是让你们可以更清楚了解线程池的每一个参数，从而达到可以在实际应用场景中调为最优组合使用，使其达到最大性能。一样的，咱们也经过安装阿里巴巴的规约插件进行自动扫描与提醒。在Idea中 File -> Setings -> Plugins -> Browse repositories中搜索『Alibaba Java Coding Guidelines』安装便可！

小结

在这篇文章中，算是对ThreadPoolExector的一个初步了解。知道了其核心参数，究竟是怎么回事。但这还并不够，且不足以学以至用，还有不少疑问，如：

1. ThreadPoolExecutor的原理是怎样的？

2. 咱们如何自定义一个线程池？

3. ThreadPoolExecutor在Dubbo中的实践

…

这些疑惑都须要一一去揭晓。因为篇幅缘由，这些会做为好几篇文章进行记录。其目的是可以学以至用，面试时也能驾轻就熟。

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