線程池原理及常用線程池介紹

線程池

• • 線程池概述
  • • 1.線程池的好處
    • 2.線程池的圖解
    • 3.線程池的運作過程
  • 線程池解析
  • • 1. 阻塞隊列
    • 2. handler：拒絕處理政策
    • 3. 如何設定線程池參數（僅供參考）
  • 常用的線程池
  • • 1. newCachedThreadPool()
    • 2 . newFixedThreadPool(int nThreads)
    • 3. newSingleThreadExecutor()

線程池概述

就是把一堆線程建立好了放在一個容器中（池子裡），需要用的時候就直接拿出來用，用完之後再放回池子裡。

1.線程池的好處

1. 降低資源消耗，降低了頻繁建立線程和銷毀線程的開銷
2. 提高響應速度
3. 提高線程的可管理性，可以對線程進行一些操作，友善管理線程

2.線程池的圖解

3.線程池的運作過程

線程池解析

線程池的最上層接口是Executor，這個接口定義了一個核心方法execute(Runnabel command)，這個方法最後被ThreadPoolExecutor類實作，這個方法是用來傳入任務的。而且ThreadPoolExecutor是線程池的核心類，此類的構造方法如下：

1. 阻塞隊列

用來建立線程，一般有三種選擇的阻塞隊列：

• ArrayBlockingQueue：有界隊列（基于數組的）
• LinkedBlockingQueue：有/無界隊列（基于連結清單的，傳參就是有界，不傳就是無界）
• SynchronousQueue：同步移交隊列（需要一個線程調用put方法插入值，另一個線程調用take方法删除值）

2. handler：拒絕處理政策

當阻塞隊列滿了且線程數量大于最大線程數就會采用拒絕處理政策，四種政策為：

1. ThreadPoolExecutor.AbortPolicy（預設）:丢棄任務并抛出RejectedExecutionException異常

   這是線程池預設的拒絕政策，在任務不能再送出的時候，抛出異常，及時回報程式運作狀态。如果是比較關鍵的業務，推薦使用此拒絕政策，這樣子在系統不能承載更大的并發量的時候，能夠及時的通過異常發現。

2. ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢棄任務，但是不抛出異常

   使用此政策，可能會使我們無法發現系統的異常狀态。建議是一些無關緊要的業務采用此政策。例如，本人的部落格網站統計閱讀量就是采用的這種拒絕政策。

3. ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢棄隊列最前面的任務，然後重新嘗試執行任務（重複此過程）

   此拒絕政策，是一種喜新厭舊的拒絕政策。是否要采用此種拒絕政策，還得根據實際業務是否允許丢棄老任務來認真衡量。

4. ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由調用線程（送出任務的線程）直接執行被丢棄的任務

   此拒絕政策，可以用于必須執行任務不允許任務丢失的場景

3. 如何設定線程池參數（僅供參考）

1.根據伺服器的類型來設定

• IO阻塞型：線程數可以設定大一點，線程數 = CPU核數 * 1 / （1 - 阻塞系數）
• CPU密集型：線程數 = CPU核數（一般情況下，也可以根據系統情況做相應的調整）

阻塞系數：

IO密集型：阻塞系數趨向于1，如果為0.9，則線程數 = CPU核數 * 10；如果為0.99，則線程數 = CPU核數 *100

CPU密集型：阻塞系數趨向于0，線程數 = CPU核數

2.無法判斷伺服器類型（通常為混合型）

• 通過模拟生産環境來進行壓測，不斷調節線程參數和并發數，進而獲得可靠資料（推薦）

常用的線程池

1. newCachedThreadPool()

核心線程數為0，最大線程數幾乎無限，阻塞隊列使用的是 SynchronousQueue：同步移交隊列

注意事項：使用時要注意控制線程的數量，防止因線程數太多導緻OOM。

public class ThreadPoolExecutorTest {
 	public static void main(String[] args) {
  	ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
 		 for (int i = 0; i < 10; i++) {
  		 final int index = i;
   			try {
    		Thread.sleep(index * 1000);
  			} catch (InterruptedException e) {
   			e.printStackTrace();
   }
   cachedThreadPool.execute(() -> System.out.println(index);
});
  		}
    }
}
           

2 . newFixedThreadPool(int nThreads)

建立一個指定工作線程數量的線程池。每當送出一個任務就建立一個工作線程，如果工作線程數量達到線程池初始的最大數，則将送出的任務存入到池隊列中。

FixedThreadPool是一個典型且優秀的線程池，它具有線程池提高程式效率和節省建立線程時所耗的開銷的優點。但是，線上程池空閑時，即線程池中沒有可運作任務時，它不會釋放工作線程，還會占用一定的系統資源。

線程數量固定，傳入的即是核心線程數，也是最大值；阻塞隊列用的是無界的。

注意：使用時要注意控制無界隊列的大小，防止因隊列中等待的線程數太多導緻OOM。

public class ThreadPoolExecutorTest {
 	public static void main(String[] args) {
 	ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
  	for (int i = 0; i < 10; i++) {
   		final int index = i;
   		fixedThreadPool.execute(() -> {
     	try {
      		System.out.println(index);
      		Thread.sleep(2000);
    	 } catch (InterruptedException e) {
    	  	e.printStackTrace();
     }
    }
   });
  }
 }
}
           

3. newSingleThreadExecutor()

核心線程數和最大線程數都是1，阻塞隊列是無限的（單一線程，一次執行一個線程）

public class ThreadPoolExecutorTest {
 	public static void main(String[] args) {
  	ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
  	for (int i = 0; i < 10; i++) {
  	final int index = i;
   	singleThreadExecutor.execute(() -> {
     try {
      System.out.println(index);
      Thread.sleep(2000);
     } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
     }
    }
   });
  }
 }
}