Java并发编程的艺术(十一)——线程池(2)

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Executor两级调度模型

在HotSpot虚拟机中，Java中的线程将会被一一映射为操作系统的线程。 

在Java虚拟机层面，用户将多个任务提交给Executor框架，Executor负责分配线程执行它们； 

在操作系统层面，操作系统再将这些线程分配给处理器执行。

Executor结构

Executor框架中的所有类可以分成三类：

1. 任务 

   任务有两种类型：Runnable和Callable。

2. 任务执行器 

   Executor框架最核心的接口是Executor，它表示任务的执行器。 

   Executor的子接口为ExecutorService。 

   ExecutorService有两大实现类：ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor。

3. 执行结果 

   Future接口表示异步的执行结果，它的实现类为FutureTask。

线程池

Executors工厂类可以创建四种类型的线程池，通过Executors.newXXX即可创建。

1. FixedThreadPool

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads){
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads,nThreads,0L,TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}           

• 1
• 2
• 3

• 它是一种固定大小的线程池；
• corePoolSize和maximunPoolSize都为用户设定的线程数量nThreads；
• keepAliveTime为0，意味着一旦有多余的空闲线程，就会被立即停止掉；但这里keepAliveTime无效；
• 阻塞队列采用了LinkedBlockingQueue，它是一个无界队列；
• 由于阻塞队列是一个无界队列，因此永远不可能拒绝任务；
• 由于采用了无界队列，实际线程数量将永远维持在nThreads，因此maximumPoolSize和keepAliveTime将无效。

2. CachedThreadPool

public static ExecutorService newCachedThreadPool(){
    return new ThreadPoolExecutor(0,Integer.MAX_VALUE,60L,TimeUnit.MILLISECONDS,new SynchronousQueue<Runnable>());
}           

• 它是一个可以无限扩大的线程池；
• 它比较适合处理执行时间比较小的任务；
• corePoolSize为0，maximumPoolSize为无限大，意味着线程数量可以无限大；
• keepAliveTime为60S，意味着线程空闲时间超过60S就会被杀死；
• 采用SynchronousQueue装等待的任务，这个阻塞队列没有存储空间，这意味着只要有请求到来，就必须要找到一条工作线程处理他，如果当前没有空闲的线程，那么就会再创建一条新的线程。

3. SingleThreadExecutor

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(){
    return new ThreadPoolExecutor(1,1,0L,TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}           

• 它只会创建一条工作线程处理任务；
• 采用的阻塞队列为LinkedBlockingQueue；

4. ScheduledThreadPool

它用来处理延时任务或定时任务。 

• 它接收SchduledFutureTask类型的任务，有两种提交任务的方式：
  1. scheduledAtFixedRate
  2. scheduledWithFixedDelay
• SchduledFutureTask接收的参数：
  1. time：任务开始的时间
  2. sequenceNumber：任务的序号
  3. period：任务执行的时间间隔
• 它采用DelayQueue存储等待的任务
  • DelayQueue内部封装了一个PriorityQueue，它会根据time的先后时间排序，若time相同则根据sequenceNumber排序；
  • DelayQueue也是一个无界队列；
• 工作线程的执行过程：
  • 工作线程会从DelayQueue取已经到期的任务去执行；
  • 执行结束后重新设置任务的到期时间，再次放回DelayQueue