小白一文搞懂线程池

rapden
77 阅读5分钟

为什么使用线程池？线程池的作用

  1. 降低资源消耗：提高线程利用率，降低创建和销毁线程的消耗。
  2. 提高响应速度：任务来了，直接拿线程池的的线程可用可执行，而不是先创建线程，再执行。
  3. 提高线程的可管理性：线程是稀缺资源，使用线程池可以统一分配销毁。

PS：可以类比我们打网球的场景，线程池是装网球的框子，线程是一个个网球，每次训练打网球时会在筐子里准备一筐子网球，每次用一个拿一个，即用即拿，用完之后统一回收

线程池有哪些状态？

  • Running：这是最正常的状态，可接收新任务，也可处理等待队列中的任务
  • ShutDown: 不再接收新任务的提交，但会继续处理等待队列中的任务。
  • Stop: 不接收新任务的提交，也不处理等待队列中的任务，中断正在执行任务的线程。
  • Tidying: 所有任务都销毁了，workcount为0，线程池状态在转换为tidying状态时，会执行钩子方法terminated()
  • Terminated: terminated()方法执行结束后，线程池的状态就会变成这个。

线程池有哪些参数？

  • corePoolSize: 核心线程数，也就是正常情况下能创建的线程数，这些线程创建后并不会消除，而是一种常驻线程。
  • workQueue: 阻塞队列，用来放等待执行的任务。假设核心线程数被使用完，还有任务进来放队列里，若队列放满则开始创建救急线程。
  • maximumPoolSize: 最大线程数目。（注：最大线程数=核心线程数+救急线程数）
  • keepALiveTime：生存时间(针对救急线程)，超出生存时间的非核心线程数会被消除。
  • unit：生存时间的时间单位，针对救急线程
  • ThreadFactory: 线程工厂，用来生产线程执行任务。我们可以使用默认的线程工厂：产生的线程都在同一个组内，拥有相同的优先级，且都不是守护线程。我们也可以自定义线程工厂，可以根据业务制定不同的线程工厂。
  • Handler: 任务拒绝策略

任务拒绝策略有哪些？

  • AbortPolicy(默认策略): 让调用者抛出rejectExecutionException异常
  • CallerRunsPolicy: 让调用者运行任务
  • DiscardPolicy: 放弃本次任务
  • DiscardOldestPolicy: 放弃队列中最早的任务取而代之

线程池的处理流程具体是怎样的？

image.png

  • 线程池中刚开始没有线程，当一个任务提交给线程池后，线程池会创建一个新线程来执行任务。
  • 当线程数达到 corePoolSize 并没有线程空闲时，这时再加入任务，新加的任务会被加入 workqueen队列排队，直到有空闲的线程。
  • 如果队列选择了有界队列，那么任务超过了队列大小时，会创建 maximumPoolSize - corePoolSize 数目的线程来救急。
  • 如果救急线程数也达到上限，这时再来任务会执行 拒绝策略。

阻塞队列的作用是什么？

一般队列只能保证作为一个有限长度的缓冲区，如果超出了缓冲长度，就无法保留当前任务了，阻塞队列通过阻塞可以保留住当前想要继续入队的任务。 阻塞队列可以保证任务队列中没有任务时阻塞获取任务的线程，使得线程进入wait状态，释放cpu资源。 阻塞队列自带阻塞和唤醒的功能，不需要额外处理，无任务执行时，线程池利用阻塞队列的take方法挂起，从而维持核心线程的存活，不至于一直占用cpu资源。

为什么新任务来了是先添加队列而不是先创建最大线程？

在创建线程的时候，是要获取全局锁的，这个时候其他的就得阻塞，影响了整体效率。 就好比工厂企业里有10个(core)正式工的名额，最多招10个正式工，要是人数超过正式工人数(take>core)的情况下，工厂领导(线程池)不是先扩招工人，还是这10个人，但是任务可以稍微积压一下，即先放到队列去(代价低)。10个正式工慢慢干，迟早会干完的，要是任务还在继续增加，超过正式工加班忍耐极限了，就找外包(救急线程)帮忙了。要是正式工加外包还是不能完成任务，那新来的任务也会被领导拒绝。

创建线程池有哪几种方式？

  • newFiexedThreadPool

核心线程数=最大线程数，没有救急线程被创建，因此也无需超时时间；阻塞队列是无界的，可以放任意数量的任务。

总结：适用于任务量已知，相对耗时的任务

@Slf4j
public class ThreadPoolTest {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService poolabc = Executors.newFixedThreadPool(3);

        poolabc.execute(()->log.info("1"));
        poolabc.execute(()->log.info("2"));
        poolabc.execute(()->log.info("3"));
    }
}
  • newCachedThreadPool

核心线程数是0，最大线程数是Integer.MAX_VALUE，救急线程的空闲生存时间是60s，意味着全部都是救急线程(60s后可以回收)，救急线程可以无限创建 队列采用了SynchronousQUeue，实现特点是它没有容量，没有线程来取是放不进去的

总结：整个线程池表现为线程数根据任务量不断增长，没有上限，当任务执行完毕，空闲一分钟后释放线程。 适用于任务数比较密集，但每个任务执行时间比较短的情况。

  • newSingleThreadPool 只有一个核心线程。任务多于1时，会放入无界队列排队，任务执行完毕，唯一的线程也不会释放。

若自己创建一个单线程执行任务和newSingleThreadPool线程池执行任务的区别？

如果自己创建的任务执行失败而终止，那么没有任何补救措施，而线程池还会创建一个线程，保证池的正常工作。

newScheduledThreadPool schedule可以延迟执行任务

ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(2);
log.info("start..");
pool.schedule(()->{
    try{
        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        log.info("1");
    }catch (InterruptedException e){
        e.printStackTrace();
    }
}, 1, TimeUnit.SECONDS);
pool.schedule(()->{
    log.info("2");
}, 1, TimeUnit.SECONDS);

运行结果截图

image.png

误用线程池带来的问题

可能导致内存溢出

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