java线程池的原理学习(二)
接上文:java线程池的原理学习
ThreadPoolExecutor简单介绍
ThreadPoolExecutor
,线程池类,继承自AbstractExecutorService
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService
构造方法
ThreadPoolExecutor
提供了四种构造方法实现(这里只介绍一种):
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) { if (corePoolSize < 0 ||maximumPoolSize <= 0 ||maximumPoolSize < corePoolSize ||keepAliveTime < 0)throw new IllegalArgumentException(); if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)throw new NullPointerException(); this.corePoolSize = corePoolSize; this.maximumPoolSize = maximumPoolSize; this.workQueue = workQueue; this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime); this.threadFactory = threadFactory; this.handler = handler; }
有必要对每个参数解释一下:
corePoolSize
- 池中所保存的线程数,包括空闲线程。maximumPoolSize
- 池中允许的最大线程数。keepAliveTime
- 当线程数大于核心时,此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。unit
-keepAliveTime
参数的时间单位。workQueue
- 执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由execute
方法提交的Runnable
任务。threadFactory
- 执行程序创建新线程时使用的工厂。handler
- 由于超出线程范围和队列容量而使执行被阻塞时所使用的处理程序。
配置规则
为了便于跨大量上下文使用,此类提供了很多可调整的参数和扩展钩子 (hook)。jdk文档中建议在通常情况下,使用Executors
提供的工厂方法配置,也就是提供好了的线程池。若非要手动配置,需要遵循以下规则:
核心和最大池大小
ThreadPoolExecutor
将根据corePoolSize
和maximumPoolSize
设置的边界自动调整池大小。当新任务在方法execute(java.lang.Runnable)
中提交时:
1.运行的线程少于corePoolSize
,则创建新线程来处理请求,即使其他辅助线程是空闲的。
2:运行的线程多于corePoolSize
而少于maximumPoolSize
,则把任务放进队列,由空闲线程从队列中取任务,仅当队列满时才创建新线程。
3:如果设置的corePoolSize
和maximumPoolSize
相同,则创建了固定大小的线程池。
4:如果将maximumPoolSize
设置为基本的无界值(如Integer.MAX_VALUE
),则允许池适应任意数量的并发任务。
还要注意以下两点:
在大多数情况下,核心和最大池大小仅基于构造器来设置,不过也可以使用
setCorePoolSize(int)
和setMaximumPoolSize(int)
进行动态更改。当池中的线程数大于
corePoolSize
的时候,多余的线程会等待keepAliveTime
长的时间,如果无请求可处理就自行销毁。
创建新线程
使用
ThreadFactory
创建新线程。如果没有另外说明,则在同一个 ThreadGroup 中一律使用Executors.defaultThreadFactory()
创建线程,并且这些线程具有相同的NORM_PRIORITY
优先级和非守护进程状态。通过提供不同的ThreadFactory
,可以改变线程的名称、线程组、优先级、守护进程状态,等等。如果从newThread
返回 null 时ThreadFactory
未能创建线程,则执行程序将继续运行,但不能执行任何任务。
ThreadFactory
是线程工厂,它是一个接口:
public interface ThreadFactory { Thread newThread(Runnable r);}
ThreadPoolExecutor
中的threadFactory
是由Executors
工具类提供的:
public static ThreadFactory defaultThreadFactory() { return new DefaultThreadFactory();}
static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory { private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1); private final ThreadGroup group; private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1); private final String namePrefix; DefaultThreadFactory() {SecurityManager s = System.getSecurityManager();group = (s != null) ? s.getThreadGroup() : Thread.currentThread().getThreadGroup();namePrefix = "pool-" +poolNumber.getAndIncrement() + "-thread-"; } public Thread newThread(Runnable r) { ////创建的线程以“pool-N-thread-M”命名,N是该工厂的序号,M是线程号Thread t = new Thread(group, r, namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(), 0); //设为非后台线程 if (t.isDaemon()) t.setDaemon(false);//优先级为normal if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY) t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);return t; } }
DefaultThreadFactory
是一个静态内部类
排队策略
前面说到,当线程池中运行的线程等于或多于corePoolSize
,则Executor
始终首选将请求加入队列,而不添加新的线程,将任务加入队列有三种策略(具体参见jdk文档)。
被拒绝的任务
两种情况下,新提交的任务将会被拒绝:
当
Executor
已经关闭Executor
将有限边界用于最大线程和工作队列容量,且已经饱和
被拒绝的任务,execute
方法都将调用其RejectedExecutionHandler
的RejectedExecutionHandler.rejectedExecution(java.lang.Runnable, java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor)
方法。下面提供了四种预定义的处理程序策略:
在默认的
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy
中,处理程序遭到拒绝将抛出运行时RejectedExecutionException
。
在ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy
中,线程调用运行该任务的execute
本身。此策略提供简单的反馈控制机制,能够减缓新任务的提交速度。
在ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy
中,不能执行的任务将被删除。
在ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy
中,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)。
定义和使用其他种类的RejectedExecutionHandler
类也是可能的,但这样做需要非常小心,尤其是当策略仅用于特定容量或排队策略时。
钩子方法
此类提供两个protected
可重写的 钩子方法:
protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) { }protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) { }
这两种方法分别在执行每个任务
之前和之后调用。它们可用于操纵执行环境;注意这里是每个任务,即每次运行新任务时都会执行一遍。例如,重新初始化ThreadLocal
、搜集统计信息或添加日志条目。此外,还可以重写方法terminated()
来执行Executor
完全终止后需要完成的所有特殊处理。
如果钩子 (hook) 或回调方法抛出异常,则内部辅助线程将依次失败并突然终止。
jdk文档中提供了一个可以暂停和恢复的线程池例子:
class PausableThreadPoolExecutor extends ThreadPoolExecutor { private boolean isPaused; private ReentrantLock pauseLock = new ReentrantLock(); private Condition unpaused = pauseLock.newCondition(); public PausableThreadPoolExecutor(...) { super(...); } protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) { super.beforeExecute(t, r); pauseLock.lock(); try { while (isPaused) unpaused.await(); } catch(InterruptedException ie) { t.interrupt(); } finally { pauseLock.unlock(); } } public void pause() { pauseLock.lock(); try { isPaused = true; } finally { pauseLock.unlock(); } } public void resume() { pauseLock.lock(); try { isPaused = false; unpaused.signalAll(); } finally { pauseLock.unlock(); } } }