线程池简介5. 线程池

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我是靠谱客的博主鲤鱼月亮，最近开发中收集的这篇文章主要介绍线程池简介5. 线程池，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

5. 线程池

线程池做的工作主要是控制运行的线程的数量，处理过程中将任务放入队列，然后在线程创建后启动这些任务，

如果线程数量超过了最大数量，超出数量的线程排队等候，等其它线程执行完毕，再从队列中取出任务来执行。

他的主要特点为：线程复用；控制最大并发数；管理线程。

5.1 为什么要用线程池？

线程池提供了一个线程队列，队列中保存着所有等待状态的线程，避免了创建与销毁的额外开销，提高了响应

的速度。线程池还维护一些基本统计信息，例如已完成任务的数量。使用线程池有很多好处：

降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。
提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定

性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

5.2 线程池体系结构

5.2.1 线程池的组成

一般的线程池主要分为以下 4 个组成部分：

线程池管理器：用于创建并管理线程池
工作线程：线程池中的线程
任务接口：每个任务必须实现的接口，用于工作线程调度其运行
任务队列：用于存放待处理的任务，提供一种缓冲机制

Java 中的线程池是通过 Executor 框架实现的，该框架用到了 Executor，Executors，ExecutorService，

ThreadPoolExecutor ，Callable 和 Future、FutureTask 这几个类。

线程池的体系架构

* java.util.concurrent.Executor : 负责线程的使用与调度的根接口

* |–ExecutorService 子接口: 线程池的主要接口

* |–ThreadPoolExecutor 线程池的实现类

* |–ScheduledExecutorService 子接口：负责线程的调度

* |–ScheduledThreadPoolExecutor ：继承 ThreadPoolExecutor，实现 ScheduledExecutorService

5.2.2 ThreadPoolExecutor

5.2.3 ThreadPoolExecutor 的构造方法

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, 
BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
 	this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, 				Executors.defaultThreadFactory(), 
	defaultHandler);
}

corePoolSize：指定了线程池中的线程数量。
maximumPoolSize：指定了线程池中的最大线程数量。
keepAliveTime：当前线程池数量超过 corePoolSize 时，多余的空闲线程的存活时间，即多次时间内会被销毁。
unit：keepAliveTime 的单位。
workQueue：任务队列，被提交但尚未被执行的任务。
threadFactory：线程工厂，用于创建线程，一般用默认的即可。
handler：拒绝策略，当任务太多来不及处理，如何拒绝任务。

5.2.3.1 拒绝策略

线程池中的线程已经用完了，无法继续为新任务服务。同时等待队列也已经排满了，再也塞不下新任务了。这

时候我们就需要拒绝策略机制合理的处理这个问题。

JDK 内置的拒绝策略如下：

AbortPolicy：直接抛出异常，阻止系统正常运行。
CallerRunsPolicy：只要线程池未关闭，该策略直接在调用者线程中，运行当前被丢弃的任务。显然这样做不

会真的丢弃任务，但是，任务提交线程的性能极有可能会急剧下降。
DiscardOldestPolicy：丢弃最老的一个请求，也就是即将被执行的一个任务，并尝试再次提交当前任务。
DiscardPolicy：该策略默默地丢弃无法处理的任务，不予任何处理。如果允许任务丢失，这是最好的一种方案。

以上内置拒绝策略均实现了 RejectedExecutionHandler 接口，若以上策略仍无法满足实际需要，完全可以自己扩

展 RejectedExecutionHandler 接口。

5.3 线程池创建方式

Java 里面线程池的顶级接口是 Executor，但是严格意义上讲 Executor 并不是一个线程池，而只是一个执行

线程的工具。真正的线程池接口是 ExecutorService。

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)。但是，强烈建议程序员使用

较为方便的工具类 Executors 工厂方法：

ExecutorService newFixedThreadPool() : 创建固定大小的线程池，可以进行自动线程回收
ExecutorService newCachedThreadPool() : 缓存线程池，线程数量不固定可以根据需求自动的更改数量。
ExecutorService newSingleThreadExecutor() : 创建单个线程池。线程池中只有一个线程
ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool() : 创建固定大小的线程，可以延迟或定时的执行任务。
WorkStealingPoll()：内部会创建 ForkJoinPool,利用 working-stealing 算法，并行地处理任务，不保证处理的

顺序

5.3.1 new FixedThreadPool

创建一个可重用固定线程数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程。在任意点，在大多数

nThreads 线程会处于处理任务的活动状态。如果在所有线程处于活动状态时提交附加任务，则在有可用线程之

前，附加任务将在队列中等待。如果在关闭前的执行期间由于失败而导致任何线程终止，那么一个新线程将代替

它执行后续的任务（如果需要）。在某个线程被显式地关闭之前，池中的线程将一直存在。

5.3.2 new CachedThreadPool

创建一个可根据需要创建新线程的线程池，但是在以前构造的线程可用时将重用它们。对于执行很多短期异

步任务的程序而言，这些线程池通常可提高程序性能。调用 execute 将重用以前构造的线程（如果线程可用）。

如果现有线程没有可用的，则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线

程。因此，长时间保持空闲的线程池不会使用任何资源。处理大量短时间工作任务的线程池

试图缓存线程并重用，当无缓存线程可用是，就会创建新的工作线程

如果线程闲置的时间超过了阈值，则会被终止并移除缓存

系统长时间闲置的时候，不会消耗什么资源

5.3.3 new SingleThreadExecutor

Executors.newSingleThreadExecutor()返回一个线程池（这个线程池只有一个线程）,这个线程池可以在线程死后

（或发生异常时）重新启动一个线程来替代原来的线程继续执行下去！

5.3.4 new ScheduledThreadPool

创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。定时或者周期性的工作调度

5.3.5 new WorkStealingPoll()

内部会创建 ForkJoinPool,利用 working-stealing 算法，并行地处理任务，不保证处理的顺序

5.4 Java 线程池工作过程

线程池刚创建时，里面没有一个线程。任务队列是作为参数传进来的。不过，就算队列里面有任务，线程池也

不会马上执行它们。
当调用 execute()方法添加一个任务时，线程池会做如下判断：

a) 如果正在运行的线程数量小于 corePoolSize（线程池的基本大小），那么马上创建线程运行这个任务；

b) 如果正在运行的线程数量大于或等于 corePoolSize，那么将这个任务放入队列；

c) 如果这时候队列满了，而且正在运行的线程数量小于 maximumPoolSize（线程池中允许的最大线程数），

那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务；

d) 如果队列满了，而且正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize，那么线程池会抛出异常

RejectExecutionException。

当一个线程完成任务时，它会从队列中取下一个任务来执行。
当一个线程无事可做，超过一定的时间（keepAliveTime）时，线程池会判断，如果当前运行的线程数大于

corePoolSize，那么这个线程就被停掉。所以线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到 corePoolSize 的大小。

5.5 线程池的状态

RUNNING:能接受新提交的任务，并且也能处理阻塞队列中的任务

SHUTDOWN:不在接受新提交的任务，但是可以处理存量任务

STOP:不在接受新提交的任务，也不处理存量任务

TIDYING:所有的任务已经终止

TERMINATED:terminated 方法执行完后进入该状态

5.6 线程池大小的选择

Cup 密集型：线程数=按照核数或者核实+1

IO 密集型：线程数=cpu 核数*(1+平均等待时间/平均工作时间)

5.7 ForkJoinPool 分支/合并框架工作窃取

5.7.1 Fork/Join 框架

就是在必要的情况下，将一个大任务，进行拆分(fork)成若干个小任务（拆到不可再拆时），再将一个个的小任

务运算的结果进行 join 汇总。

Work-stealing 算法：某个线程冲其他队列里窃取任务来执行

5.7.2 Fork/Join 和线程池的区别

Fork/Join 框架采用“工作窃取”模式（work-stealing）：当执行新的任务时它可以将其拆分分成更小的任务执行，

并将小任务加到线程队列中，然后再从一个随机线程的队列中偷一个并把它放在自己的队列中。

相对于一般的线程池实现，fork/join 框架的优势体现在对其中包含的任务的处理方式上.在一般的线程池中，如

果一个线程正在执行的任务由于某些原因无法继续运行，那么该线程会处于等待状态。而在 fork/join 框架实现

中，如果某个子问题由于等待另外一个子问题的完成而无法继续运行。那么处理该子问题的线程会主动寻找其他尚

未运行的子问题来执行.这种方式减少了线程的等待时间，提高了性能。

/**
 * 求和，1-n的和
 */
public class TestForkJoinPool {
    public static void main(String[] args) {

        // 创建forkjoinpool
        ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
         // 创建forkjoin的任务
        ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinSum(1L,1000L);

        // 获得运算结果
        Long sum = pool.invoke(task);
        System.out.println(sum);

    }
}
class ForkJoinSum extends RecursiveTask<Long> {

    private  long start;
    private  long end;

    private  long flag = 500; // 临界值，任务拆分到多个以后就不再拆分

    public ForkJoinSum(long start, long end) {
        this.start=start;
        this.end=end;
    }

    @Override
    protected Long compute() {
        long length = end -start;
        if (length<=flag){   // 没有到临界值的不用分任务计算
            long sum = 0L;
            for (long i = start; i <= end; i++) {
                sum+=i;
            }
            return  sum;
        }else{  // 到达临界值
            long middle = (start+end)/2;
            ForkJoinSum left = new ForkJoinSum(start, middle);
            ForkJoinSum right = new ForkJoinSum(middle + 1, end);
            left.fork();
            right.fork();
            return left.join()+right.join();
        }

    }
}

最后

以上就是鲤鱼月亮为你收集整理的线程池简介5. 线程池的全部内容，希望文章能够帮你解决线程池简介5. 线程池所遇到的程序开发问题。

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本文分类：线程
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发布日期：2023-08-26 01:20:24
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线程池简介5. 线程池

概述

5. 线程池

5.1 为什么要用线程池？