Java并发类库提供的线程池有哪几种?分别有什么特点?
通常开发者都是利用Executors提供的通用线程池创建方法,去创建不同配置的线程池,主要区别在于不同的
Executors目前提供了5种不同的线程池创建配置:
1、newCachedThreadPool(),它是用来处理大量短时间工作任务的线程池,具有几个鲜明特点:它会试图缓存线程并重用,当无缓存线程可用时,就会创建新的工作线程;如果线程闲置时间超过60秒,则被终止并移除缓存;长时间闲置时,这种线程池,不会消耗什么资源。其内部使用SynchronousQueue作为工作队列。
2、newFixedThreadPool(int nThreads),重用指定数目(nThreads)的线程,其背后使用的是无界的工作队列,任何时候最多有nThreads个工作线程是活动的。这意味着,如果任务数量超过了活动线程数目,将在工作队列中等待空闲线程出现;如果工作线程退出,将会有新的工作线程被创建,以补足指定数目nThreads。
3、newSingleThreadExecutor(),它的特点在于工作线程数目限制为1,操作一个无界的工作队列,所以它保证了所有的任务都是被顺序执行,最多会有一个任务处于活动状态,并且不予许使用者改动线程池实例,因此可以避免改变线程数目。
4、newSingleThreadScheduledExecutor()和newScheduledThreadPool(int corePoolSize),创建的是个ScheduledExecutorService,可以进行定时或周期性的工作调度,区别在于单一工作线程还是多个工作线程。
5、newWorkStealingPool(int parallelism),这是一个经常被人忽略的线程池,Java 8 才加入这个创建方法,其内部会构建ForkJoinPool,利用Work-Stealing算法,并行地处理任务,不保证处理顺序。
Executor框架的基本组成
各个类型的设计目的
1、Executor是一个基础的接口,其初衷是将任务提交和任务执行细节解耦,这一点可以天汇其定义的唯一方法。
void execute(Runnable command);
2、ExecutorService则更加完善,不仅提供service管理,比如shutdown等方法,也提供了更加全面的提交任务机制,如返回Future而不是 void 的 submit 方法
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
注意,这个例子输入的可是Callable,它解决了Runnable无法返回结果的困扰。
3、Java标准类库提供了几种基础实现,比如 ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor、ForkJoinPool。这些线程池设的设计特点在于其高度的可调节性和灵活性,以尽量满足复杂多变的实际应用场景,我会进一步分析其构建部分的源码,剖析这种灵活性的源头。
4、Executors则从简化使用的角度,为我们提供了各种方便的静态工长方法。
阿里发布的 Java开发手册中强制线程池不允许使用 Executors 去创建,而是通过 ThreadPoolExecutor 的方式,这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则,规避资源耗尽的风险
下面从源码角度,分析线程池的设计与实现,将主要围绕最基础的ThreadPoolExecutor源码。ScheduledThreadPoolExecutor是ThreadPoolExecutor的扩展,主要是增加了调度逻辑。而ForkJoinPool则是为了ForkJoinTask定制的线程池,与通常意义的线程池有所不同。
Java并发类库提供的线程池有哪几种?分别有什么特点?
通常开发者都是利用Executors提供的通用线程池创建方法,去创建不同配置的线程池,主要区别在于不同的
Executors目前提供了5种不同的线程池创建配置:
1、newCachedThreadPool(),它是用来处理大量短时间工作任务的线程池,具有几个鲜明特点:它会试图缓存线程并重用,当无缓存线程可用时,就会创建新的工作线程;如果线程闲置时间超过60秒,则被终止并移除缓存;长时间闲置时,这种线程池,不会消耗什么资源。其内部使用SynchronousQueue作为工作队列。
2、newFixedThreadPool(int nThreads),重用指定数目(nThreads)的线程,其背后使用的是无界的工作队列,任何时候最多有nThreads个工作线程是活动的。这意味着,如果任务数量超过了活动线程数目,将在工作队列中等待空闲线程出现;如果工作线程退出,将会有新的工作线程被创建,以补足指定数目nThreads。
3、newSingleThreadExecutor(),它的特点在于工作线程数目限制为1,操作一个无界的工作队列,所以它保证了所有的任务都是被顺序执行,最多会有一个任务处于活动状态,并且不予许使用者改动线程池实例,因此可以避免改变线程数目。
4、newSingleThreadScheduledExecutor()和newScheduledThreadPool(int corePoolSize),创建的是个ScheduledExecutorService,可以进行定时或周期性的工作调度,区别在于单一工作线程还是多个工作线程。
5、newWorkStealingPool(int parallelism),这是一个经常被人忽略的线程池,Java 8 才加入这个创建方法,其内部会构建ForkJoinPool,利用Work-Stealing算法,并行地处理任务,不保证处理顺序。
Executor框架的基本组成
各个类型的设计目的
1、Executor是一个基础的接口,其初衷是将任务提交和任务执行细节解耦,这一点可以天汇其定义的唯一方法。
void execute(Runnable command);
2、ExecutorService则更加完善,不仅提供service管理,比如shutdown等方法,也提供了更加全面的提交任务机制,如返回Future而不是 void 的 submit 方法
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
注意,这个例子输入的可是Callable,它解决了Runnable无法返回结果的困扰。
3、Java标准类库提供了几种基础实现,比如 ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor、ForkJoinPool。这些线程池设的设计特点在于其高度的可调节性和灵活性,以尽量满足复杂多变的实际应用场景,我会进一步分析其构建部分的源码,剖析这种灵活性的源头。
4、Executors则从简化使用的角度,为我们提供了各种方便的静态工长方法。
阿里发布的 Java开发手册中强制线程池不允许使用 Executors 去创建,而是通过 ThreadPoolExecutor 的方式,这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则,规避资源耗尽的风险
下面从源码角度,分析线程池的设计与实现,将主要围绕最基础的ThreadPoolExecutor源码。ScheduledThreadPoolExecutor是ThreadPoolExecutor的扩展,主要是增加了调度逻辑。而ForkJoinPool则是为了ForkJoinTask定制的线程池,与通常意义的线程池有所不同。
简单理解一下:
1、工作队列负责存储用户提交的各个任务,这个工作队列,可以是容量为0的 SynchronousQueue(使用newCachedThreadPool),也可以是像固定大小线程池(newFixedThreadPool)那样使用LinkedBlockingQueue。
private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;
2、内部的“线程池”,这是指保持工作线程的集合,线程池需要在运行过程中管理线程创建、销毁。例如,对于带缓存的线程池,当任务压力较大时,线程池会创建新的工作线程;当业务压力退去,线程池会闲置一段时间(默认60秒)后结束线程。
private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();
线程池的工作线程被抽象为静态内部类Worker,基于AQS实现
3、ThreadFactory提供上面所需要的创建线程逻辑。
4、如果任务提交时被拒绝,比如线程池已处于SHUTDOWN状态,需要为其提供处理逻辑,Java 标准库提供了类似 ThreadPoolExecutor.AbortPolicy 等默认实现,也可以按照实际需要自定义。
从上面的分析,就可以看出线程池的几个基本组成部分,一起都体现在线程池的构造函数中,从字面我们就可以猜测到其用意:
1、corePoolSize, 稍微的核心线程数,可以大致理解为长期驻留的线程数目(除非设置了allowCoreThreadTimeOut)。对于不同的线程池,这个值可能会有很大区别,比如newFixedThreadPool 会将其设置为 nThreads ,而对于newCachedThreadPool则设为0。
2、maximumPoolSize,顾名思义,就是线程不够时能够创建的最大线程数。同样进行对比,对于newFixedThreadPool,当然就是nThreads,以为其要求是固定大小,而newCachedThreadPool则是Integer.VALUE。
3、keepAliveTime和TimeUnit,这两个参数指定了额外的线程能够闲置多久,显然有些线程池不需要它。
4、workQueue,工作队列,必须是BlockingQueue。
通过配置不同的参数,我们就可以创建出行为大相径庭的线程池,这就是线程池高度灵活性的基础。
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, RejectedExecutionHandler handler) { this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, Executors.defaultThreadFactory(), handler); }
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