Java线程池核心参数 浅谈Java线程池的7大核心参数
你走吧起风了__ 人气:0前言
java中经常需要用到多线程来处理一些业务,我不建议单纯使用继承Thread或者实现Runnable接口的方式来创建线程,那样势必有创建及销毁线程耗费资源、线程上下文切换问题。
同时创建过多的线程也可能引发资源耗尽的风险,这个时候引入线程池比较合理,方便线程任务的管理。
java中涉及到线程池的相关类均在jdk1.5开始的java.util.concurrent包中,涉及到的几个核心类及接口包括:
Executor、Executors、ExecutorService、ThreadPoolExecutor、FutureTask、Callable、Runnable等。
一、线程池的创建及重要参数
线程池可以自动创建也可以手动创建,自动创建体现在Executors工具类中,常见的可以创建newFixedThreadPool、newCachedThreadPool、newSingleThreadExecutor、newScheduledThreadPool;
手动创建体现在可以灵活设置线程池的各个参数,体现在代码中即ThreadPoolExecutor类构造器上各个实参的不同:
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int var0) { return new ThreadPoolExecutor(var0, var0, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue()); } public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new Executors.FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue())); } public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, 2147483647, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue()); } public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int var0) { return new ScheduledThreadPoolExecutor(var0); }
(重点)
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) {……}
二、ThreadPoolExecutor中重要的几个参数详解
- corePoolSize:核心线程数,也是线程池中常驻的线程数,线程池初始化时默认是没有线程的,当任务来临时才开始创建线程去执行任务
- maximumPoolSize:最大线程数,在核心线程数的基础上可能会额外增加一些非核心线程,需要注意的是只有当workQueue队列填满时才会创建多于corePoolSize的线程(线程池总线程数不超过maxPoolSize)
- keepAliveTime:非核心线程的空闲时间超过keepAliveTime就会被自动终止回收掉,注意当corePoolSize=maxPoolSize时,keepAliveTime参数也就不起作用了(因为不存在非核心线程);
- unit:keepAliveTime的时间单位
- workQueue:用于保存任务的队列,可以为无界、有界、同步移交三种队列类型之一,当池子里的工作线程数大于corePoolSize时,这时新进来的任务会被放到队列中
- threadFactory:创建线程的工厂类,默认使用Executors.defaultThreadFactory(),也可以使用guava库的ThreadFactoryBuilder来创建
- handler:线程池无法继续接收任务(队列已满且线程数达到maximunPoolSize)时的饱和策略,取值有AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardOldestPolicy、DiscardPolicy
线程池中的线程创建流程图:
(基于<Java并发编程的艺术>一书)
举个例子:
现有一个线程池,corePoolSize=10,maxPoolSize=20,队列长度为100,那么当任务过来会先创建10个核心线程数,接下来进来的任务会进入到队列中直到队列满了,会创建额外的线程来执行任务(最多20个线程),这个时候如果再来任务就会执行拒绝策略。
三、workQueue队列(阻塞队列)
SynchronousQueue(同步移交队列):队列不作为任务的缓冲方式,可以简单理解为队列长度为零LinkedBlockingQueue(无界队列):队列长度不受限制,当请求越来越多时(任务处理速度跟不上任务处理速度造成请求堆积)可能导致内存占用过多或OOMArrayBlockintQueue(有界队列):队列长度受限,当队列满了就需要创建多余的线程来执行任务
四、常见的几种自动创建线程池方式
自动创建线程池的几种方式都封装在Executors工具类中:
newFixedThreadPool:使用的构造方式为new ThreadPoolExecutor(var0, var0, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue()),设置了corePoolSize=maxPoolSize,keepAliveTime=0(此时该参数没作用),无界队列,任务可以无限放入,当请求过多时(任务处理速度跟不上任务提交速度造成请求堆积)可能导致占用过多内存或直接导致OOM异常
newSingleThreadExector:使用的构造方式为new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue(), var0),基本同newFixedThreadPool,但是将线程数设置为了1,单线程,弊端和newFixedThreadPool一致
newCachedThreadPool: 使用的构造方式为new ThreadPoolExecutor(0, 2147483647, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue()),corePoolSize=0,maxPoolSize为很大的数,同步移交队列,也就是说不维护常驻线程(核心线程),每次来请求直接创建新线程来处理任务,也不使用队列缓冲,会自动回收多余线程,由于将maxPoolSize设置成Integer.MAX_VALUE,当请求很多时就可能创建过多的线程,导致资源耗尽OOM
newScheduledThreadPool:使用的构造方式为new ThreadPoolExecutor(var1, 2147483647, 0L, TimeUnit.NANOSECONDS, new ScheduledThreadPoolExecutor.DelayedWorkQueue()),支持定时周期性执行,注意一下使用的是延迟队列,弊端同newCachedThreadPool一致
所以根据上面分析我们可以看到,FixedThreadPool和SigleThreadExecutor中之所以用LinkedBlockingQueue无界队列,是因为设置了corePoolSize=maxPoolSize,线程数无法动态扩展,于是就设置了无界阻塞队列来应对不可知的任务量;而CachedThreadPool则使用的是SynchronousQueue同步移交队列,为什么使用这个队列呢?
因为CachedThreadPool设置了corePoolSize=0,maxPoolSize=Integer.MAX_VALUE,来一个任务就创建一个线程来执行任务,用不到队列来存储任务;SchduledThreadPool用的是延迟队列DelayedWorkQueue。在实际项目开发中也是推荐使用手动创建线程池的方式,而不用默认方式。
关于这点在《阿里巴巴开发规范》中是这样描述的:
handler拒绝策略
- AbortPolicy:中断抛出异常
- DiscardPolicy:默默丢弃任务,不进行任何通知
- DiscardOldestPolicy:丢弃掉在队列中存在时间最久的任务
- CallerRunsPolicy:让提交任务的线程去执行任务(对比前三种比较友好一丢丢
关闭线程池
- shutdownNow():立即关闭线程池(暴力),正在执行中的及队列中的任务会被中断,同时该方法会返回被中断的队列中的任务列表
- shutdown():平滑关闭线程池,正在执行中的及队列中的任务能执行完成,后续进来的任务会被执行拒绝策略i
- sTerminated():当正在执行的任务及对列中的任务全部都执行(清空)完就会返回true。
五、线程池实现线程复用的原理
1.线程池里执行的是任务,核心逻辑在ThreadPoolExecutor类的execute方法中,同时ThreadPoolExecutor中维护了HashSet<Worker> workers;
2.addWorker()方法来创建线程执行任务,如果是核心线程的任务,会赋值给Worker的firstTask属性;
3.Worker实现了Runnable,本质上也是任务,核心在run()方法里;
4.run()方法的执行核心runWorker(),自旋拿任务while (task != null || (task = getTask()) != null)),task是核心线程Worker的firstTask或者getTask();
5.getTask()的核心逻辑:
1.若当前工作线程数量大于核心线程数->说明此线程是非核心工作线程,通过poll()拿任务,未拿到任务即getTask()返回null,然后会在processWorkerExit(w, completedAbruptly)方法释放掉这个非核心工作线程的引用;
2.若当前工作线程数量小于核心线程数->说明此时线程是核心工作线程,通过take()拿任务
3.take()方式取任务,如果队列中没有任务了会调用await()阻塞当前线程,直到新任务到来,所以核心工作线程不会被回收; 当执行execute方法里的workQueue.offer(command)时会调用Condition.singal()方法唤醒一个之前阻塞的线程,这样核心线程即可复用
六、手动创建线程池(推荐)
那么上面说了使用Executors工具类创建的线程池有隐患,那如何使用才能避免这个隐患呢?对症下药,建立自己的线程工厂类,灵活设置关键参数:
//这里默认拒绝策略为AbortPolicy private static ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(10,10,60L, TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue(10));
使用guava包中的ThreadFactoryBuilder工厂类来构造线程池:
private static ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder().build(); private static ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(10, 10, 60L, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10), threadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
通过guava的ThreadFactory工厂类还可以指定线程组名称,这对于后期定位错误时也是很有帮助的
ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("thread-pool-d%").build();
七、Springboot中使用线程池
springboot可以说是非常流行了,下面说说如何在springboot中优雅的使用线程池
/** * @ClassName ThreadPoolConfig * @Description 配置类中构建线程池实例,方便调用 * @Author ww * @Date 2021/5/11 * Version 1.0 */ @Configuration public class ThreadPoolConfig { @Bean(value = "threadPoolInstance") public ExecutorService createThreadPoolInstance() { //通过guava类库的ThreadFactoryBuilder来实现线程工厂类并设置线程名称 ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("thread-pool-%d").build(); ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 16, 60L, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(100), threadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); return threadPool; } }
/** * @ClassName ThreadPoolConfig * @Description 配置类中构建线程池实例,方便调用 * @Author ww * @Date 2021/5/11 * Version 1.0 */ @Configuration public class ThreadPoolConfig { @Bean(value = "threadPoolInstance") public ExecutorService createThreadPoolInstance() { //通过guava类库的ThreadFactoryBuilder来实现线程工厂类并设置线程名称 ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("thread-pool-%d").build(); ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 16, 60L, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(100), threadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); return threadPool; } }
其它相关
在ThreadPoolExecutor类中有两个比较重要的方法引起了我的注意:beforeExecute和afterExecute
protected void beforeExecute(Thread var1, Runnable var2) { } protected void afterExecute(Runnable var1, Throwable var2) { }
这两个方法是protected修饰的,很显然是留给开发人员去重写方法体实现自己的业务逻辑,非常适合做钩子函数,在任务run方法的前后增加业务逻辑,比如添加日志、统计等。
这个和我们springmvc中拦截器的preHandle和afterCompletion方法很类似,都是对方法进行环绕,类似于spring的AOP。
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