线程池ThreadPoolExecutor使用简介

一、简介
线程池类为 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor，常用构造方法为：

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize,
long keepAliveTime, TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
RejectedExecutionHandler handler)
corePoolSize： 线程池维护线程的最少数量
maximumPoolSize：线程池维护线程的最大数量
keepAliveTime： 线程池维护线程所允许的空闲时间
unit： 线程池维护线程所允许的空闲时间的单位
workQueue： 线程池所使用的缓冲队列
handler： 线程池对拒绝任务的处理策略

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：

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。
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。
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。
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。

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。

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：
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
重试添加当前的任务，他会自动重复调用execute()方法
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
抛弃旧的任务
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
抛弃当前的任务

二、一般用法举例

package demo;

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

public class TestThreadPool2
{
    private static int produceTaskSleepTime = 2;
    private static int produceTaskMaxNumber = 10;

    public static void main(String[] args)
    {
        // 构造一个线程池
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

        for (int i = 1; i <= produceTaskMaxNumber; i++)
        {
            try
            {
                // 产生一个任务，并将其加入到线程池
                String task = "task@ " + i;
                System.out.println("put " + task);
                threadPool.execute(new ThreadPoolTask(task));

                // 便于观察，等待一段时间
                Thread.sleep(produceTaskSleepTime);
            }
            catch (Exception e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

/**
 * 线程池执行的任务
 */
class ThreadPoolTask implements Runnable, Serializable
{
    private static final long serialVersionUID = 0;
    private static int consumeTaskSleepTime = 2000;
    // 保存任务所需要的数据
    private Object threadPoolTaskData;

    ThreadPoolTask(Object tasks)
    {
        this.threadPoolTaskData = tasks;
    }

    public void run()
    {
        // 处理一个任务，这里的处理方式太简单了，仅仅是一个打印语句
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("start .." + threadPoolTaskData);

        try
        {
            // //便于观察，等待一段时间
            Thread.sleep(consumeTaskSleepTime);
        }
        catch (Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        threadPoolTaskData = null;
    }

    public Object getTask()
    {
        return this.threadPoolTaskData;
    }
}

说明：
1、在这段程序中，一个任务就是一个Runnable类型的对象，也就是一个ThreadPoolTask类型的对象。
2、一般来说任务除了处理方式外，还需要处理的数据，处理的数据通过构造方法传给任务。
3、在这段程序中，main()方法相当于一个残忍的领导，他派发出许多任务，丢给一个叫 threadPool的任劳任怨的小组来做。
这个小组里面队员至少有两个，如果他们两个忙不过来，任务就被放到任务列表里面。
如果积压的任务过多，多到任务列表都装不下(超过3个)的时候，就雇佣新的队员来帮忙。但是基于成本的考虑，不能雇佣太多的队员，至多只能雇佣 4个。
如果四个队员都在忙时，再有新的任务，这个小组就处理不了了，任务就会被通过一种策略来处理，我们的处理方式是不停的派发，直到接受这个任务为止(更残忍！呵呵)。
因为队员工作是需要成本的，如果工作很闲，闲到 3SECONDS都没有新的任务了，那么有的队员就会被解雇了，但是，为了小组的正常运转，即使工作再闲，小组的队员也不能少于两个。
4、通过调整 produceTaskSleepTime和 consumeTaskSleepTime的大小来实现对派发任务和处理任务的速度的控制，改变这两个值就可以观察不同速率下程序的工作情况。
5、通过调整4中所指的数据，再加上调整任务丢弃策略，换上其他三种策略，就可以看出不同策略下的不同处理方式。
6、对于其他的使用方法，参看jdk的帮助，很容易理解和使用。


另一个例子:

package demo;

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

public class ThreadPoolExecutorTest
{

    private static int queueDeep = 4;

    public void createThreadPool()
    {
        /*  
         * 创建线程池，最小线程数为2，最大线程数为4，线程池维护线程的空闲时间为3秒，  
         * 使用队列深度为4的有界队列，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），里面已经根据队列深度对任务加载进行了控制。  
         */ 
        ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(queueDeep),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

        // 向线程池中添加 10 个任务
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            try
            {
                Thread.sleep(1);
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
            while (getQueueSize(tpe.getQueue()) >= queueDeep)
            {
                System.out.println("队列已满，等3秒再添加任务");
                try
                {
                    Thread.sleep(3000);
                }
                catch (InterruptedException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            TaskThreadPool ttp = new TaskThreadPool(i);
            System.out.println("put i:" + i);
            tpe.execute(ttp);
        }

        tpe.shutdown();
    }

    private synchronized int getQueueSize(Queue queue)
    {
        return queue.size();
    }

    public static void main(String[] args)
    {
        ThreadPoolExecutorTest test = new ThreadPoolExecutorTest();
        test.createThreadPool();
    }

    class TaskThreadPool implements Runnable
    {
        private int index;

        public TaskThreadPool(int index)
        {
            this.index = index;
        }

        public void run()
        {
            System.out.println(Thread.currentThread() + " index:" + index);
            try
            {
                Thread.sleep(3000);
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

评论

11 楼 josico 2014-04-24  

纠正楼主一个问题
‘如果四个队员都在忙时，再有新的任务，这个小组就处理不了了，任务就会被通过一种策略来处理，我们的处理方式是不停的派发，直到接受这个任务为止’
你的handler选的是DiscardOldestPolicy，丢弃最早的那个任务，而非不停的派发。
应该是，如果线程数已经到了max，而queue也满了的情况下，按照这个策略，那就会丢弃queue中的第一个任务

10 楼 josico 2014-04-24  

josico 写道

楼主写的第一个例子貌似死锁了  程序一致跑不完 
目前在看原因

应该是没写pool.shutdown()，才导致进程一直不结束
现在又有一个新的问题
pool的execute方法，可以看做是把线程丢到线程池里面来控制并且执行，也就是说他承担了2个任务，那我现在是有若干个线程我已经知道要用了，但是现在不用，等到未来某个时候我传个参数，让这些线程池里的线程跑起来，这样可以吗？就是装载和运行，分两步。应该是可以的吧，这也符合单一职责原则
PS.楼主对参数的比喻真的很赞哟！

9 楼 josico 2014-04-24  

楼主写的第一个例子貌似死锁了  程序一致跑不完 
目前在看原因

8 楼 rbible 2014-02-25  

sunwang810812 写道

楼主能不能解释一下，代码2中，为什么方法getQueueSize要加synchronized，这个方法里又没有操作类的属性，这个不会引起线程安全问题吧，怎么还要加锁呢？

createThreadPool() 方法是在测试用例中调用的，测试用例不存在并发。
同认为不应该加synchronized

7 楼 sunwang810812 2013-06-14  

楼主能不能解释一下，代码2中，为什么方法getQueueSize要加synchronized，这个方法里又没有操作类的属性，这个不会引起线程安全问题吧，怎么还要加锁呢？

6 楼 付绍高 2013-03-04  

受教了！！

5 楼 zy116494718 2012-11-14  

1041367971 写道

楼主写的第二个例子，好像永远只能执行2个县城，最大线程数没有任何作用了！

恩，主要是楼主为了方便演示队列的效果，让线程一直等待，如果把
# while (getQueueSize(tpe.getQueue()) >= queueDeep) 
#             { 
#                 System.out.println("队列已满，等3秒再添加任务"); 
#                 try 
#                 { 
#                     Thread.sleep(3000); 
#                 } 
#                 catch (InterruptedException e) 
#                 { 
#                     e.printStackTrace(); 
#                 } 
#             } 
这一段去了的话就是最多执行4个线程了

4 楼 1041367971 2012-10-22  

楼主写的第二个例子，好像永远只能执行2个县城，最大线程数没有任何作用了！

3 楼 beitown 2012-09-13  

coach 写道

Sweblish 写道

每一个任务都是一个线程，那么线程池的作用在哪里呢？
线程池的作用是：减少生成的对象的个数，这里每个任务都是一个线程，那么没有体现线程池的作用啊？
求解释！

任务仅仅是实现了Runnable接口的对象，并不是一个线程,jdk这里的设计有误导作用

线程池的核心作用是减少创建和销毁线程对系统的开销，对线程数和并发数量进行宏观的调控

2 楼 coach 2012-08-06  

Sweblish 写道

每一个任务都是一个线程，那么线程池的作用在哪里呢？
线程池的作用是：减少生成的对象的个数，这里每个任务都是一个线程，那么没有体现线程池的作用啊？
求解释！

任务仅仅是实现了Runnable接口的对象，并不是一个线程,jdk这里的设计有误导作用

1 楼 Sweblish 2012-08-04  

每一个任务都是一个线程，那么线程池的作用在哪里呢？
线程池的作用是：减少生成的对象的个数，这里每个任务都是一个线程，那么没有体现线程池的作用啊？
求解释！