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Java并发之线程池


Executor

线程池顶级接口。定义方法,void execute(Runnable)。方法是用于处理任务的一个服务方法。调用者提供 Runnable 接口的实现,线程池通过线程执行这个 Runnable。服务方法无返回值的。是 Runnable 接口中的 run 方法无返回值。常用方法 - void execute(Runnable)作用是: 启动线程任务的。

ExecutorService

Executor 接口的子接口。提供了一个新的服务方法,submit。有返回值(Future 类型)。

submit 方法提供了 overload 方法。其中有参数类型为 Runnable 的,不需要提供返回值的;有参数类型为 Callable,可以提供线程执行后的返回值。

Future,是 submit 方法的返回值。代表未来,也就是线程执行结束后的一种结果。如返回值。

常见方法 - void execute(Runnable), Future submit(Callable), Future submit(Runnable)

线程池状态: Running, ShuttingDown, Termitnaed

  • Running - 线程池正在执行中。活动状态。
  • ShuttingDown - 线程池正在关闭过程中。优雅关闭。一旦进入这个状态,线程池不再接收新的任务,处理所有已接收的任务,处理完毕后,关闭线程池。
  • Terminated - 线程池已经关闭。

Future

未来结果,代表线程任务执行结束后的结果。获取线程执行结果的方式是通过 get 方法获取的。get 无参,阻塞等待线程执行结束,并得到结果。get 有参,阻塞固定时长,等待线程执行结束后的结果,如果在阻塞时长范围内,线程未执行结束,抛出异常。

常用方法: T get() T get(long, TimeUnit)

Callable

可执行接口。 类似 Runnable 接口。也是可以启动一个线程的接口。其中定义的方法是call。call 方法的作用和 Runnable 中的 run 方法完全一致。call 方法有返回值。

接口方法 : Object call();相当于 Runnable 接口中的 run 方法。区别为此方法有返回值。不能抛出已检查异常。

和 Runnable 接口的选择 - 需要返回值或需要抛出异常时,使用 Callable,其他情况可
任意选择。

Executors

工具类型。为 Executor 线程池提供工具方法。可以快速的提供若干种线程池。如:固定容量的,无限容量的,容量为 1 等各种线程池。

线程池是一个进程级的重量级资源。默认的生命周期和 JVM 一致。当开启线程池后,直到 JVM 关闭为止,是线程池的默认生命周期。如果手工调用 shutdown 方法,那么线程池执行所有的任务后,自动关闭。

开始 - 创建线程池。
结束 - JVM 关闭或调用 shutdown 并处理完所有的任务。

类似 Arrays,Collections 等工具类型的功用。

FixedThreadPool

容量固定的线程池。活动状态和线程池容量是有上限的线程池。所有的线程池中,都有一个任务队列。使用的是 BlockingQueue作为任务的载体。当任务数量大于线程池容量的时候,没有运行的任务保存在任务队列中,当线程有空闲的,自动从队列中取出任务执行。

使用场景: 大多数情况下,使用的线程池,首选推荐 FixedThreadPool。OS 系统和硬件是有线程支持上限。不能随意的无限制提供线程池。

线程池默认的容量上限是 Integer.MAX_VALUE。

常见的线程池容量: PC - 200。 服务器 - 1000~10000

queued tasks- 任务队列

completed tasks - 结束任务队列

CachedThreadPool

缓存的线程池。容量不限(Integer.MAX_VALUE)。自动扩容。容量管理策略:如果线程池中的线程数量不满足任务执行,创建新的线程。每次有新任务无法即时处理的时候,都会创建新的线程。当线程池中的线程空闲时长达到一定的临界值(默认 60 秒),自动释放线程。

默认线程空闲 60 秒,自动销毁。

应用场景: 内部应用或测试应用。

内部应用,有条件的内部数据瞬间处理时应用,如:电信平台夜间执行数据整理(有把握在短时间内处理完所有工作,且对硬件和软件有足够的信心)。

测试应用,在测试的时候,尝试得到硬件或软件的最高负载量,用于提供
FixedThreadPool 容量的指导。

ScheduledThreadPool

计划任务线程池。可以根据计划自动执行任务的线程池。

scheduleAtFixedRate(Runnable, start_limit, limit, timeunit)

runnable - 要执行的任务。
start_limit - 第一次任务执行的间隔。
limit - 多次任务执行的间隔。
timeunit - 多次任务执行间隔的时间单位。

使用场景: 计划任务时选用(DelaydQueue),如:电信行业中的数据整理,没分钟整
理,没消失整理,每天整理等。

SingleThreadExceutor

单一容量的线程池。

使用场景: 保证任务顺序时使用。如: 游戏大厅中的公共频道聊天。

ForkJoinPool

分支合并线程池(mapduce 类似的设计思想)。适合用于处理复杂任务。

初始化线程容量与 CPU 核心数相关。

线程池中运行的内容必须是 ForkJoinTask 的子类型(RecursiveTask,RecursiveAction)。

ForkJoinPool - 分支合并线程池。 可以递归完成复杂任务。要求可分支合并的任务必须是 ForkJoinTask 类型的子类型。其中提供了分支和合并的能力。ForkJoinTask 类型提供了两个抽象子类型,RecursiveTask 有返回结果的分支合并任务,RecursiveAction 无返回结果的分支合并任务。(Callable/Runnable)compute 方法:就是任务的执行逻辑。

ForkJoinPool 没有所谓的容量。默认都是 1 个线程。根据任务自动的分支新的子线程。当子线程任务结束后,自动合并。所谓自动是根据 fork 和 join 两个方法实现的。

应用: 主要是做科学计算或天文计算的。数据分析的。

WorkStealingPool

JDK1.8 新增的线程池。工作窃取线程池。当线程池中有空闲连接时,自动到等待队列中窃取未完成任务,自动执行。

初始化线程容量与 CPU 核心数相关。此线程池中维护的是精灵线程。

ExecutorService.newWorkStealingPool();

ThreadPoolExecutor

线程池底层实现。除 ForkJoinPool 外,其他常用线程池底层都是使用 ThreadPoolExecutor实现的。

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public ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize, // 核心容量,创建线程池的时候,默认有多少线程。也是线程池保持的最少线程数
int maximumPoolSize, // 最大容量,线程池最多有多少线程
long keepAliveTime, // 生命周期,0 为永久。当线程空闲多久后,自动回收。
TimeUnit unit, // 生命周期单位,为生命周期提供单位,如:秒,毫秒
BlockingQueue<Runnable> workQueue // 任务队列,阻塞队列。注意,泛型必须是Runnable
);

使用场景: 默认提供的线程池不满足条件时使用。如:初始线程数据 4,最大线程数
200,线程空闲周期 30 秒。

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