线程池ThreadPoolExcutor详解

Java线程池概述

线程池技术在并发时经常会使用到，java中的线程池的使用是通过调用ThreadPoolExecutor来实现的。

ThreadPoolExecutor提供了四个构造函数,最后都会归结于下面这个构造方法：

/**
     * Creates a new {@code ThreadPoolExecutor} with the given initial
     * parameters.
     *
     * @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even
     *        if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set
     * @param maximumPoolSize the maximum number of threads to allow in the
     *        pool
     * @param keepAliveTime when the number of threads is greater than
     *        the core, this is the maximum time that excess idle threads
     *        will wait for new tasks before terminating.
     * @param unit the time unit for the {@code keepAliveTime} argument
     * @param workQueue the queue to use for holding tasks before they are
     *        executed.  This queue will hold only the {@code Runnable}
     *        tasks submitted by the {@code execute} method.
     * @param threadFactory the factory to use when the executor
     *        creates a new thread
     * @param handler the handler to use when execution is blocked
     *        because the thread bounds and queue capacities are reached
     * @throws IllegalArgumentException if one of the following holds:<br>
     *         {@code corePoolSize < 0}<br>
     *         {@code keepAliveTime < 0}<br>
     *         {@code maximumPoolSize <= 0}<br>
     *         {@code maximumPoolSize < corePoolSize}
     * @throws NullPointerException if {@code workQueue}
     *         or {@code threadFactory} or {@code handler} is null
     */
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler)

这些参数的意义如下：

corePoolSize：该线程池中核心线程数最大值

maximumPoolSize： 该线程池中线程总数最大值

keepAliveTime：该线程池中非核心线程闲置超时时长

unit：keepAliveTime的单位

workQueue：阻塞队列BlockingQueue，维护着等待执行的Runnable对象

threadFactory：创建线程的接口，需要实现他的Thread newThread(Runnable r)方法。

RejectedExecutionHandler：饱和策略，最大线程和工作队列容量且已经饱和时execute方法都将调用RejectedExecutionHandler 

ThreadPoolExecutor工作流程

 

大致过程陈述为：

1. 向线程池中添加任务，当任务数量少于corePoolSize时，会自动创建thead来处理这些任务；

2. 当添加任务数大于corePoolSize且少于maximmPoolSize时，不在创建线程，而是将这些任务放到阻塞队列中，等待被执行；

3. 接上面2的条件，且当阻塞队列满了之后，继续创建thread,从而加速处理阻塞队列；

4. 当添加任务大于maximmPoolSize时，根据饱和策略决定是否容许继续向线程池中添加任务，默认的饱和策略是AbortPolicy（直接丢弃）。

线程池中使用的阻塞队列

ArrayBlockingQueue：基于数组结构的有界阻塞队列，构造函数一定要传大小，FIFO（先进先出）；

LinkedBlockingQueue：无界，默认大小65536（Integer.MAX_VALUE），当大量请求任务时，容易造成内存耗尽。

SynchronousQueue：同步队列，是一个特殊的BlockingQueue，它没有容量（这是因为在SynchronousQueue中，插入将等待另一个线程的删除操作，反之亦然）。具体可以参考：《Java SynchronousQueue Examples（译）》

PriorityBlockingQueue: 优先队列，无界。DelayedWorkQueue：这个队列接收到任务时，首先先入队，只有达到了指定的延时时间，才会执行任务

阻塞队列常见的方法如下表所示：

常见四种线程池

newCachedThreadPool

newFixedThreadPool

newSingleThreadExecutor

newScheduledThreadPool

它们通过Executors以静态方法的方式直接调用，实质上是它们最终调用的是ThreadPoolExecutor的构造方法，也就是本文最前面那段代码。

注：KeepAliveTime=0的话，表示不等待

摘自阿里巴巴开发手册：

【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。

说明：Executors 返回的线程池对象的弊端如下：

1）FixedThreadPool 和 SingleThreadPool: 允许的请求队列长度为 Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而导致 OOM。

2）CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool: 允许的创建线程数量为 Integer.MAX_VALUE，可能会创建大量的线程，从而导致 OOM。

应用样例，更多请参看我的github

package multiThread;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadPoolExecutorTest {
    public static void main(String[] args) {

        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                1, 2, 10, TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<>(1),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());

        System.out.println("getQueue:" + threadPool.getQueue().size());
        System.out.println("remainingCapacity:" + threadPool.getQueue().remainingCapacity());

        threadPool.execute(() -> {
            try {
                int count = 0;
                Thread.currentThread().setName("aa");
                while (count <= 10) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "getQueue:" + threadPool.getQueue().size());
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + System.currentTimeMillis());
                    Thread.sleep(1000);
                    count++;
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        threadPool.execute(() -> {
            try {
                int count = 0;
                Thread.currentThread().setName("bbb");
                while (count <= 100) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "getQueue:" + threadPool.getQueue().size());
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + System.currentTimeMillis());
                    Thread.sleep(1000);
                    count++;
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

    }
}