Java多線程之線程池七個參數詳解
ThreadPoolExecutor是JDK中的線程池實現，這個類實現瞭一個線程池需要的各個方法，它提供瞭任務提交、線程管理、監控等方法。
下面是ThreadPoolExecutor類的構造方法源碼，其他創建線程池的方法最終都會導向這個構造方法，共有7個參數：corePoolSize、maximumPoolSize、keepAliveTime、unit、workQueue、threadFactory、handler。
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.acc = System.getSecurityManager() == null ?
null :
AccessController.getContext();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
這些參數都通過volatile修飾：
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {
private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;
private volatile ThreadFactory threadFactory;
private volatile RejectedExecutionHandler handler;
private volatile long keepAliveTime;
// 是否允許核心線程被回收
private volatile boolean allowCoreThreadTimeOut;
private volatile int corePoolSize;
private volatile int maximumPoolSize;
}
corePoolSize：核心線程數
線程池維護的最小線程數量，核心線程創建後不會被回收（註意：設置allowCoreThreadTimeout=true後，空閑的核心線程超過存活時間也會被回收）。
大於核心線程數的線程，在空閑時間超過keepAliveTime後會被回收。
線程池剛創建時，裡面沒有一個線程，當調用 execute() 方法添加一個任務時，如果正在運行的線程數量小於corePoolSize，則馬上創建新線程並運行這個任務。
maximumPoolSize：最大線程數
線程池允許創建的最大線程數量。
當添加一個任務時，核心線程數已滿，線程池還沒達到最大線程數，並且沒有空閑線程，工作隊列已滿的情況下，創建一個新線程，然後從工作隊列的頭部取出一個任務交由新線程來處理，而將剛提交的任務放入工作隊列尾部。
keepAliveTime：空閑線程存活時間
當一個可被回收的線程的空閑時間大於keepAliveTime，就會被回收。
可被回收的線程：
設置allowCoreThreadTimeout=true的核心線程。大於核心線程數的線程（非核心線程）。
unit：時間單位
keepAliveTime的時間單位：
TimeUnit.NANOSECONDS TimeUnit.MICROSECONDS TimeUnit.MILLISECONDS // 毫秒 TimeUnit.SECONDS TimeUnit.MINUTES TimeUnit.HOURS TimeUnit.DAYS
workQueue：工作隊列
新任務被提交後，會先添加到工作隊列，任務調度時再從隊列中取出任務。工作隊列實現瞭BlockingQueue接口。
JDK默認的工作隊列有五種：
1.ArrayBlockingQueue 數組型阻塞隊列：數組結構，初始化時傳入大小，有界，FIFO，使用一個重入鎖，默認使用非公平鎖，入隊和出隊共用一個鎖，互斥。
2。LinkedBlockingQueue 鏈表型阻塞隊列：鏈表結構，默認初始化大小為Integer.MAX_VALUE，有界（近似無解），FIFO，使用兩個重入鎖分別控制元素的入隊和出隊，用Condition進行線程間的喚醒和等待。
3.SynchronousQueue 同步隊列：容量為0，添加任務必須等待取出任務，這個隊列相當於通道，不存儲元素。
4.PriorityBlockingQueue 優先阻塞隊列：無界，默認采用元素自然順序升序排列。
5.DelayQueue 延時隊列：無界，元素有過期時間，過期的元素才能被取出。
threadFactory：線程工廠
創建線程的工廠，可以設定線程名、線程編號等。
默認線程工廠：
/**
* The default thread factory
*/
static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {
private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);
private final ThreadGroup group;
private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
private final String namePrefix;
DefaultThreadFactory() {
SecurityManager s = System.getSecurityManager();
group = (s != null) ? s.getThreadGroup() :
Thread.currentThread().getThreadGroup();
namePrefix = "pool-" +
poolNumber.getAndIncrement() +
"-thread-";
}
public Thread newThread(Runnable r) {
Thread t = new Thread(group, r,
namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),
0);
if (t.isDaemon())
t.setDaemon(false);
if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
return t;
}
}
handler：拒絕策略
當線程池線程數已滿，並且工作隊列達到限制，新提交的任務使用拒絕策略處理。可以自定義拒絕策略，拒絕策略需要實現RejectedExecutionHandler接口。
JDK默認的拒絕策略有四種：
1.AbortPolicy：丟棄任務並拋出RejectedExecutionException異常。
2.DiscardPolicy：丟棄任務，但是不拋出異常。可能導致無法發現系統的異常狀態。
3.DiscardOldestPolicy：丟棄隊列最前面的任務，然後重新提交被拒絕的任務。
4.CallerRunsPolicy：由調用線程處理該任務。
默認拒絕策略：
/**
* The default rejected execution handler
*/
private static final RejectedExecutionHandler defaultHandler = new AbortPolicy();
public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/**
* Creates an {@code AbortPolicy}.
*/
public AbortPolicy() { }
/**
* Always throws RejectedExecutionException.
*
* @param r the runnable task requested to be executed
* @param e the executor attempting to execute this task
* @throws RejectedExecutionException always
*/
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +
" rejected from " +
e.toString());
}
}
自定義線程池工具
import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
/**
* 線程池工廠工具
*
* @author 向振華
* @date 2021/04/11 10:24
*/
public class ThreadPoolFactory {
/**
* 生成固定大小的線程池
*
* @param threadName 線程名稱
* @return 線程池
*/
public static ExecutorService createFixedThreadPool(String threadName) {
AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(0);
return new ThreadPoolExecutor(
// 核心線程數
desiredThreadNum(),
// 最大線程數
desiredThreadNum() * 2,
// 空閑線程存活時間
60L,
// 空閑線程存活時間單位
TimeUnit.SECONDS,
// 工作隊列
new ArrayBlockingQueue<>(1024),
// 線程工廠
new ThreadFactory() {
@Override
public Thread newThread(Runnable r) {
return new Thread(r, threadName + "-" + threadNumber.getAndIncrement());
}
},
// 拒絕策略
new RejectedExecutionHandler() {
@Override
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
if (!executor.isShutdown()) {
try {
//嘗試阻塞式加入任務隊列
executor.getQueue().put(r);
} catch (Exception e) {
//保持線程的中斷狀態
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
});
}
/**
* 理想的線程數，使用 2倍cpu核心數
*/
public static int desiredThreadNum() {
return Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2;
}
}
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