一、线程池的作用
线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。
根据系统的环境情况,可以自动或手动设置线程数量,达到运行的最佳效果;如果线程少了会浪费系统资源,多了又会造成系统拥挤效率不高。用线程池控制线程数量,使得其他线程排队等候。一个任务执行完毕,再从队列的中取最前面的任务开始执行。若队列中没有任务等待进程,则线程池中的线程处于等待。
二、为什么要用线程池
减少了创建和销毁线程的次数,每个工作线程都可以被重复利用,可执行多个任务。也可以根据系统的承受能力,调整线程池中工作线线程的数目,防止因为消耗过多的内存,而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存,线程开的越多,消耗的内存也就越大,最后死机)。
三、线程池的原理
其实线程池的原理很简单,类似于操作系统中的缓冲区的概念,它的流程如下:先启动若干数量的线程,并让这些线程都处于睡眠状态,当客户端有一个新请求时,就会唤醒线程池中的某一个睡眠线程,让它来处理客户端的这个请求,当处理完这个请求后,线程又处于睡眠状态。
四、java线程池
java关于线程池的主要内容有:
接口:Executor、ExecutorService、ScheduledExecutorService、CompletionService
类:Executors、AbstractExecutorService、ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor、ExecutorCompletionService
以上这些,我不可能一一介绍,这里只介绍重要的两个类Executors和ThreadPoolExecutor
1. ThreadPoolExecutor
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)
参数:
● corePoolSize - 池中所保存的线程数,包括空闲线程。
● maximumPoolSize - 池中允许的最大线程数。
● keepAliveTime - 当线程数大于核心时,此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。
● unit - keepAliveTime 参数的时间单位。
● workQueue - 执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由 execute 方法提交的 Runnable 任务。
● threadFactory - 执行程序创建新线程时使用的工厂。
● handler - 由于超出线程范围和队列容量而使执行被阻塞时所使用的处理程序。
抛出:
● IllegalArgumentException - 如果 corePoolSize 或 keepAliveTime 小于 0,或者 maximumPoolSize 小于等于 0,或者 corePoolSize 大于 maximumPoolSize。
● NullPointerException - 如果 workQueue、threadFactory 或 handler 为 null。
● unit可选的参数为java.util.concurrent.TimeUnit中的几个静态属性:
NANOSECONDS、MICROSECONDS、MILLISECONDS、SECONDS
● workQueue我常用的是:java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue
● handler有四个选择:
1. ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常
2. ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
重试添加当前的任务,他会自动重复调用execute()方法
3. ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
抛弃旧的任务
4. ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
抛弃当前的任务
一个任务通过execute(Runnable)方法被添加到线程池,任务就是一个 Runnable类型的对象,任务的执行方法就是 Runnable类型对象的run()方法。
当一个任务通过execute(Runnable)方法欲添加到线程池时,会有以下:
1. 如果此时线程池中的数量小于corePoolSize,即使线程池中的线程都处于空闲状态,也要创建新的线程来处理被添加的任务。
2. 如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize,但是缓冲队列 workQueue未满,那么任务被放入缓冲队列。
3. 如果此时线程池中的数量大于corePoolSize,缓冲队列workQueue满,并且线程池中的数量小于maximumPoolSize,建新的线程来处理被添加的任务。
4. 如果此时线程池中的数量大于corePoolSize,缓冲队列workQueue满,并且线程池中的数量等于maximumPoolSize,那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。也就是处理任务的优先级为:核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程maximumPoolSize,如果三者都满了,使用handler处理被拒绝的任务。
5. 当线程池中的线程数量大于 corePoolSize时,如果某线程空闲时间超过keepAliveTime,线程将被终止。这样,线程池可以动态的调整池中的线程数。
2. Executors
虽然通过ThreadPoolExecutor可以完成线程池的创建,但是创建过程复杂繁琐,要求程序员对于每一个参数的意义都很清楚,对于创建的流程也必须十分了解,而通过Executors则可以大大简化线程池的创建过程,因此强烈建议程序员使用较为方便的 Executors 工厂方法 Executors.newCachedThreadPool()(无界线程池,可以进行自动线程回收)、Executors.newFixedThreadPool(int)(固定大小线程池)和 Executors.newSingleThreadExecutor()(单个后台线程),它们均为大多数使用场景预定义了设置。否则,在手动配置和调整此类时,使用以下指导:
核心和最大池大小
ThreadPoolExecutor 将根据 corePoolSize(参见 getCorePoolSize())和 maximumPoolSize(参见 getMaximumPoolSize())设置的边界自动调整池大小。当新任务在方法 execute(java.lang.Runnable) 中提交时,如果运行的线程少于 corePoolSize,则创建新线程来处理请求,即使其他辅助线程是空闲的。如果运行的线程多于 corePoolSize 而少于 maximumPoolSize,则仅当队列满时才创建新线程。如果设置的 corePoolSize 和 maximumPoolSize 相同,则创建了固定大小的线程池。如果将 maximumPoolSize设置为基本的无界值(如 Integer.MAX_VALUE),则允许池适应任意数量的并发任务。在大多数情况下,核心和最大池大小仅基于构造来设置,不过也可以使用 setCorePoolSize(int) 和 setMaximumPoolSize(int) 进行动态更改。
按需构造
默认情况下,即使核心线程最初只是在新任务需要时才创建和启动的,也可以使用方法 prestartCoreThread() 或prestartAllCoreThreads() 对其进行动态重写。
创建新线程
使用 ThreadFactory 创建新线程。如果没有另外说明,则在同一个 ThreadGroup 中一律使用Executors.defaultThreadFactory() 创建线程,并且这些线程具有相同的 NORM_PRIORITY 优先级和非守护进程状态。通过提供不同的 ThreadFactory,可以改变线程的名称、线程组、优先级、守护进程状态,等等。如果从 newThread 返回 null 时ThreadFactory 未能创建线程,则执行程序将继续运行,但不能执行任何任务。
保持活动时间
如果池中当前有多于 corePoolSize 的线程,则这些多出的线程在空闲时间超过 keepAliveTime 时将会终止(参见getKeepAliveTime(java.util.concurrent.TimeUnit))。这提供了当池处于非活动状态时减少资源消耗的方法。如果池后来变得更为活动,则可以创建新的线程。也可以使用方法 setKeepAliveTime(long, java.util.concurrent.TimeUnit) 动态地更改此参数。使用Long.MAX_VALUE TimeUnit.NANOSECONDS 的值在关闭前有效地从以前的终止状态禁用空闲线程。
排队
所有 BlockingQueue 都可用于传输和保持提交的任务。可以使用此队列与池大小进行交互:
● 如果运行的线程少于 corePoolSize,则 Executor 始终首选添加新的线程,而不进行排队。
● 如果运行的线程等于或多于 corePoolSize,则 Executor 始终首选将请求加入队列,而不添加新的线程。
● 如果无法将请求加入队列,则创建新的线程,除非创建此线程超出 maximumPoolSize,在这种情况下,任务将被拒绝。
排队有三种通用策略:
1. 直接提交。工作队列的默认选项是 SynchronousQueue,它将任务直接提交给线程而不保持它们。在此,如果不存在可用于立即运行任务的线程,则试图把任务加入队列将失败,因此会构造一个新的线程。此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集合时出现锁定。直接提交通常要求无界 maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时,此策略允许无界线程具有增长的可能性。
2. 无界队列。使用无界队列(例如,不具有预定义容量的 LinkedBlockingQueue)将导致在所有 corePoolSize 线程都忙的情况下将新任务加入队列。这样,创建的线程就不会超过 corePoolSize。(因此,maximumPoolSize 的值也就无效了。)当每个任务完全独立于其他任务,即任务执行互不影响时,适合于使用无界队列;例如,在 Web 页服务器中。这种排队可用于处理瞬态突发请求,当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时,此策略允许无界线程具有增长的可能性。
3. 有界队列。当使用有限的 maximumPoolSizes 时,有界队列(如 ArrayBlockingQueue)有助于防止资源耗尽,但是可能较难调整和控制。队列大小和最大池大小可能需要相互折衷:使用大型队列和小型池可以最大限度地降低 CPU 使用率、操作系统资源和上下文切换开销,但是可能导致人工降低吞吐量。如果任务频繁阻塞(例如,如果它们是 I/O 边界),则系统可能为超过您许可的更多线程安排时间。使用小型队列通常要求较大的池大小,CPU 使用率较高,但是可能遇到不可接受的调度开销,这样也会降低吞吐量。
被拒绝的任务
当 Executor 已经关闭,并且 Executor 将有限边界用于最大线程和工作队列容量,且已经饱和时,在方法execute(java.lang.Runnable) 中提交的新任务将被拒绝。在以上两种情况下,execute 方法都将调用其 RejectedExecutionHandler的 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution(java.lang.Runnable, java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor) 方法。下面提供了四种预定义的处理程序策略:
1. 在默认的 ThreadPoolExecutor.AbortPolicy 中,处理程序遭到拒绝将抛出运行时 RejectedExecutionException。
2. 在 ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy 中,线程调用运行该任务的 execute 本身。此策略提供简单的反馈控制机制,能够减缓新任务的提交速度。
3. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy 中,不能执行的任务将被删除。
4. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy 中,如果执行程序尚未关闭,则位于工作队列头部的任务将被删除,然后重试执行程序(如果再次失败,则重复此过程)。
定义和使用其他种类的 RejectedExecutionHandler 类也是可能的,但这样做需要非常小心,尤其是当策略仅用于特定容量或排队策略时。
挂钩方法
此类提供 protected 可重写的 beforeExecute(java.lang.Thread, java.lang.Runnable) 和 afterExecute(java.lang.Runnable, java.lang.Throwable) 方法,这两种方法分别在执行每个任务之前和之后调用。它们可用于操纵执行环境;例如,重新初始化ThreadLocal、搜集统计信息或添加日志条目。此外,还可以重写方法 terminated() 来执行 Executor 完全终止后需要完成的所有特殊处理。
如果挂钩或回调方法抛出异常,则内部辅助线程将依次失败并突然终止。
队列维护
方法 getQueue() 允许出于监控和调试目的而访问工作队列。强烈反对出于其他任何目的而使用此方法。remove(java.lang.Runnable) 和 purge() 这两种方法可用于在取消大量已排队任务时帮助进行存储回收。
分享到:
相关推荐
java线程池使用后到底要关闭吗 java线程池是一种高效的并发编程技术,可以帮助开发者更好地管理线程资源,提高系统的性能和可靠性。然而,在使用java线程池时,一个常见的问题是:使用完线程池后到底要不要关闭?...
"Java 线程池完整代码解析" Java 线程池是 Java 语言中的一个重要概念,它允许开发者创建和管理多个线程,以提高程序的并发性和性能。下面是对给定文件的解析,包括 title、description、标签和部分内容的解析。 ...
简单的线程池程序+中文文档 包结构: com.tangkai.threadpool --SimpleThread.java 工作线程 --TestThreadPool.java 程序入口 --ThreadPoolManager.java 线程池管理类
Java线程池是一种高效管理线程的技术,它允许开发者预定义一组线程,根据任务的需要灵活调度,而不是每次需要执行任务时都创建新的线程。这种设计模式大大提高了系统的性能,减少了系统资源的消耗,特别是在高并发...
java线程池知识、
2.然后根据提示运行java命令执行示例程序,观看线程池的运行结果 目标:Java中多线程技术是一个难点,但是也是一个核心技术。因为Java本身就是一个多线程语言。本人目前在给46班讲授Swing的网络编程--使用Swing来...
基于Java线程池技术实现Knock Knock游戏项目.zip 基于Java线程池技术实现Knock Knock游戏项目.zip 基于Java线程池技术实现Knock Knock游戏项目.zip 基于Java线程池技术实现Knock Knock游戏项目.zip 基于Java线程池...
Java线程池是一种高效管理线程资源的工具,它能够帮助开发者有效地控制并调度线程,从而提升系统性能,减少系统资源的浪费。在Java中,`ExecutorService`接口是线程池的主要入口,它是`java.util.concurrent`包的一...
讲述了java线程池的优点,参数,6种线程池的使用场景,线程池用到的handler,线程任务的提交方式等等。
### 自定义实现Java线程池 #### 一、概述 在深入探讨自定义Java线程池之前,我们先简要回顾一下线程池的基本概念及其重要性。线程池是一种多线程处理形式,处理过程中将任务添加到队列,然后在创建线程后自动启动...
Java线程池是Java并发编程中的重要组件,它能够有效地管理和复用线程,从而提高程序的执行效率和降低资源消耗。在JDK 1.5版本之前,Java对线程池的支持非常有限,而在JDK 1.5之后,加入了java.util.concurrent包,...
Java线程池是Java并发编程中的重要组成部分,它在多线程和高并发场景下扮演着关键角色。本文将深入探讨Java线程池的源码分析,并对比不同类型的线程池,以帮助开发者更好地理解和利用这一强大的工具。 首先,我们要...
java技术学习——基于Java线程池技术实现Knock Knock游戏项目(包含服务端、客户端两部分) java技术学习——基于Java线程池技术实现Knock Knock游戏项目(包含服务端、客户端两部分) java技术学习——基于Java...
Java线程池(ThreadPool)是Java并发编程中的一个重要概念,它可以帮助我们有效地管理和控制并发执行的任务,从而提高系统的效率和稳定性。线程池通过复用已存在的线程,避免了频繁创建和销毁线程带来的开销,同时也...
Java线程池是一种高效管理线程的机制,它允许开发者预先设定线程的数量,并通过池化的方式重用已创建的线程,以提高系统性能,减少线程的创建和销毁开销。线程池在Java中是通过`java.util.concurrent`包下的`...
Java线程池是Java并发编程中的重要组成部分,它允许开发者管理多个线程并有效地调度任务。线程池通过ThreadPoolExecutor类实现,这是一个高度可配置的工具,能够根据具体需求定制线程的创建、管理和销毁策略。 ...
Java线程池是一种高效管理线程资源的工具,它的出现是为了应对多线程编程中频繁创建和销毁线程带来的性能开销以及资源消耗。在Java中,通过使用线程池,我们可以预先创建一定数量的线程,这些线程在空闲时可以被复用...
Java线程池是一种高效管理线程资源的工具,它通过维护一组可重用的线程来减少创建和销毁线程的开销。在Java中,`java.util.concurrent`包提供了`ExecutorService`接口和它的实现类,如`ThreadPoolExecutor`,来支持...
Java线程池是一种高级的多线程处理框架,它是Java并发编程中非常重要的一个组件。线程池的原理和实现涉及到操作系统调度、内存管理和并发控制等多个方面。理解线程池的工作原理有助于优化程序性能,避免过度创建和...
Java线程池是一种高效管理并发任务的机制,它允许开发者预先配置一定数量的线程,以便在处理多个并发任务时能有效地复用这些线程,从而避免了频繁创建和销毁线程带来的开销。在Java中,`java.util.concurrent`包下的...