Java并发编程学习笔记（3）

8应用线程池

有些类型的任务需要明确指定一个执行策略，如依赖性任务、采用线程限制的任务，对响应时间敏感的任务、使用ThreadLocal的任务。（只有当线程本地thread_local()值的生命周期被限制在当前任务种时，在池的某线程中使用ThreadLocal才有意义；在线程池中，不应该使用ThreadLocal传递任务间的数值）

 

当任务都是同类的、独立时，线程池才有最佳的工作表现。

 

8.1线程饥饿死锁

在线程池中，如果一个任务依赖于其他任务的执行，就可能产生死锁。如：对于一个单线程化的Executor，一个任务将另一个任务提交到相同的Executor中，并等待提交的任务的结果，总会引起死锁。

第二个任务滞留在工作队列中，直到第一个任务完成；但第一个任务不会完成，因为它在等待第二个任务的完成。——这就是线程饥饿死锁。

 

因此，无论何时，提交一个非独立的Executor任务时，要明确出现线程饥饿死锁的可能性，且在代码或者配置文件以及其他可以配置Executor的地方，任何有关池的大小和配置约束都要写入文档。

 

8.1.2耗时操作

耗时任务会造成线程地堵塞，还会拖长服务时间。解决之道：限定任务的等待资源的时间。

 

大部分平台类库中的阻塞方法，同时提供了限时、非限时的2个版本，如Thread.join/BlockingQueue.put/CountDownLatch.await/Selector.select

 

8.2定制线程池大小

池的长度应该由某种配置机制来提供，不要硬编码，当然无须特别准确，只要以防过大或过小。

 

8.3配置ThreadPoolExcutor

核心池大小（Core Pool SIze）、最大池大小（max Pool Size）、存活时间（Keep Live Time）共同管理线程的创建与销毁。

 

核心池大小（Core Pool SIze）是目标的大小，线程池的实现试图维护池的大小：即没有任务执行，池的大小也等于核心池的大小；且直到工作队列充满时，池都不会创建更多的线程；

 

最大池大小（max Pool Size）是可同时活动的线程数的上限。如果一个线程已经闲置的时间超过了存活时间（Keep Live Time），会成为被回收的候选者，如果当前池的大小超过了核心池的大小，线程池会终止它。

 

Public ThreadPoolExecutor(int CorePoolSize,int maxPoolSize,long keepLiveTime,TimeUnit unit,……)

 

通过调节核心池的大小与存活时间，可以促进线程池归还空闲线程占有的资源。

 

newFixedThreadPool:工厂为请求的池设定了核心池的大小，最大池的大小，永不会超时；

newCachedThreadPool:工厂将最大池大小设置为Integer.MAX_VALUE，核心池大小为0，超时1分钟

 

8.3.2管理队列任务

ThreadPoolExecutor允许提供了一个BlockingQueue来持有等待执行的任务，任务排队有3种基本方法：无限队列，有限队列，同步移交。

 

newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor默认使用的是一个无限的LinkedBlockingQueue，如果所有的工作者线程都处于忙碌状态，任务将会在队列中等候；如果任务持续的快速到达，超过了它们被处理的速度，队列也会无限的增加。

 

稳妥的资源管理策略是使用有线的队列（如ArrayBlockingQueue、有限的LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue）

有界队列有助于避免资源耗尽的情况发生，但队列满时，要有相应的“饱和策略”处理。

 

newCachedThreadPool工厂提供了比定长的线程池更好的队列等候性能，它是Executor的一个很好的默认选择。

 

8.3.3饱和策略

当一个有线队列充满时，饱和策略开始生效。

ThreadPoolExecutor的饱和策略可以通过调用setRejectedExectionHandler来修改（如果任务提交到一个已经关闭的Executor时，也会用到饱和策略）

 

JDK提供了几种不同的RejectedExectionHandler实现，每一个实现不同的饱和策略：AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardPolicy、DiscardOldestPolicy.

 

默认的中止（abort）策略引起Executor抛出异常；调用者捕获异常，编写满足自己需求的处理代码；

当最新提交的任务不能进入队列等候执行时，“遗弃（Discard）”策略会放弃这个任务；

“遗弃最旧的（Discard——oldest）”策略选择丢弃的任务，是本应接下来执行的任务，该策略还会尝试重新提交新任务。（如果工作队列是优先级队列，那么遗弃最旧的策略选择丢弃的是刚好优先级最大的元素，所以混合使用遗弃最旧的饱和策略与优先级不可行）

 

“调用者运行（Call_runs）”策略的实现形式，既不会丢弃哪个任务，也不会抛出异常。它会把一些任务推回到调用者那里，以此缓解新任务流。它不会在线程池中执行最新的任务，但会在一个调用了executor的线程中执行。

 

8.3.4线程工厂

线程池创建线程，要通过一个线程工厂实现。默认的线程工厂创建了一个新的、非后台的线程。

ThreadFactory只有唯一的方法: .newThread()。它会在线程池需要创建一个新线程时调用。

 

8.4拓展ThreadPoolExecutor

它提供了几个“钩子”让子类去覆盖——beforeExecute、afterExecute、terminate——用于拓展ThreadPoolExecutor的行为。

（可以用于添加日志、时序、监视器、统计信息）

 

无论是正常从run返回，还是抛出异常，afterExecute会调用。

Terminate线程池关闭时调用。

 

Terminate可以用于释放Executor在生命周期中分配到的资源，还可以发出通知、记录日志、完成统计信息。

 

8.5并行递归算法

当每一个迭代彼此独立，且完成循环时，每个迭代的工作意义都足够大，足以弥补管理一个新任务的开销时，这个顺序循环是适合并行的。

 

9 GUI应用程序

几乎所有的GUI工具集都实现为“单线程化子系统”，意味着所有GUI的活动都被限制在一个单独的线程中，如Swing、SWT。

 

早期GUI：GUI事件在“主事件循环”进行处理；

现代GUI：创建一个专门的线程，事件派发线程EDI来处理GUI事件

（多线程GUI易受死锁影响）

 

单线程化的GUI框架通过线程限制来达到线程安全性，所有GUI中的对象，包括可视化组件和数据模型，都只能被事件线程访问。

 

Swing的线程限制

Swing的单线程规划：Swing的组件和模型只能在事件分派线程中被创建、修改和请求。