多线程线程池ThreadPoolExecutor介绍

2019-11-08 00:29:47

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供稿：网友

1. 使用线程池好处

每次都new Thread的弊端如下:

每次new Thread新建对象性能差。线程缺乏统一管理，可能无限制新建线程，相互之间竞争，及可能占用过多系统资源导致死机或oom。缺乏更多功能，如定时执行、定期执行、线程中断。

线程池的好处在于:

重用存在的线程，减少对象创建、消亡的开销，性能佳。可有效控制最大并发线程数，提高系统资源的使用率，同时避免过多资源竞争，避免堵塞。提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

2. 概述

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和ScheduledExecutorService，实现为ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor。

3. ThreadPoolExecutor

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) {}corePoolSize 线程池的核心线程数。在没有设置allowCoreThreadTimeOut为true的情况下，核心线程会在线程池中一直存活，即使处于闲置状态。maximumPoolSize 线程池所能容纳的最大线程数。当活动线程达到这个数值后，后续任务将会根据handler来处理。keepAliveTime 非核心线程闲置时的超时时长。超过该时长，非核心线程就会被回收。若allowCoreThreadTimeOut属性为true时，该时长同样会作用于核心线程。unit keepAliveTime的时间单位。workQueue 线程池中的任务队列，通过线程池的execute()方法提交的Runnable对象会存储在该队列中。可选子类： BlockingQueue可选子类

threadFactory 线程工厂，为线程池提供创建新线程的功能。ThreadFactory是一个接口。Executors中提供了DefaultThreadFactory。RejectedExecutionHandler the handler to use when execution is blocked because the thread bounds and queue capacities are reached。当任务无法被执行时(超过线程最大容量maximum并且queue已经被排满了)的处理策略。默认为AbortPolicy，直接抛出异常。

4. ThreadPoolExecutor执行规则

先判断线程数量是否达到核心线程数。如果没有直接启动一个核心线程来执行任务。否则执行2.判断任务队列是否已满。如果没满则插入到任务队列等待。否则执行3.判断线程数量是否达到最大线程数maxiumPoolSize。如果没有则直接开启非核心线程执行任务。否则执行4.拒绝执行此任务，调用handler.rejectedExecution来进行处理。线程池处理流程

5. 示例：

public static Executor createExecutor(int threadPoolSize, int threadPRiority) { BlockingQueue<Runnable> taskQueue = new LinkedBlockingDeque<Runnable>(); return new ThreadPoolExecutor(threadPoolSize, threadPoolSize, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, taskQueue, createThreadFactory(threadPriority, "pool-")); }private static ThreadFactory createThreadFactory(int threadPriority, String threadNamePrefix) { return new DefaultThreadFactory(threadPriority, threadNamePrefix); } //代码来自UniversalImageLoader。支持设置线程优先级。 private 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; private final int threadPriority; DefaultThreadFactory(int threadPriority, String threadNamePrefix) { this.threadPriority = threadPriority; group = Thread.currentThread().getThreadGroup(); namePrefix = threadNamePrefix + poolNumber.getAndIncrement() + "-thread-"; } @Override public Thread newThread(Runnable r) { Thread t = new Thread(group, r, namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(), 0);//重命名线程，方便排查问题。 if (t.isDaemon()) t.setDaemon(false); t.setPriority(threadPriority);//设置线程优先级 return t; } }

6. Executors提供的线程池

FixedThreadPool 线程数量固定的线程池，无限的任务队列，只有核心线程。最多只有nThreads个任务在并行处理，之后都在排队等待。 public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); }CachedThreadPool 适合执行大量耗时较少的任务。没有核心线程，即没有任务时，它几乎不占用任何系统资源。These pools will typically improve the performance of programs that execute many short-lived asynchronous tasks. SynchronousQueue不缓存任何一个任务，当即执行。 public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>()); }ScheduledThreadPool Creates a thread pool that can schedule commands to run after a given delay, or to execute periodically.ScheduledThreadPoolExecutor源码解析 public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) { return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize); } public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) { super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 10L, MILLISECONDS, new DelayedWorkQueue()); }SingleThreadExecutor 确保所有的任务都在一个线程中按顺序执行，使得这些任务之间不需要处理线程同步问题。Creates an Executor that uses a single worker thread Operating off an unbounded queue. public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); }

7. 实用中

Android中，可以根据需要自己创建线程池。frameWork提供的AsyncTask确实不好用。设置线程的优先级 android.os.Process.setThreadPriority （int priority） priority：【-20， 19】，高优先级 -> 低优先级. THREAD_PRIORITY_DEFAULT，默认的线程优先级，值为0 THREAD_PRIORITY_LOWEST，最低的线程级别，值为19 THREAD_PRIORITY_BACKGROUND 后台线程建议设置这个优先级，值为10 THREAD_PRIORITY_MORE_FAVORABLE 相对THREAD_PRIORITY_DEFAULT稍微优先，值为-1 THREAD_PRIORITY_LESS_FAVORABLE 相对THREAD_PRIORITY_DEFAULT稍微落后一些，值为1 Runnable runnable = new Runnable() { @Override public void run() {//A linux priority level, from -20 for highest scheduling priority to 19 for lowest scheduling priority.-20最高，19最低 android.os.Process.setThreadPriority(Thread.MAX_PRIORITY); } };

也可以使用PriorityBlockingQueue来实现调度任务优先级。

参考：聊聊并发,JAVA线程池的分析和使用 Java自带线程池和队列详解 Trinea的介绍new Thread的弊端及Java四种线程池的使用使用线程池处理异步任务

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