在前面的文章中,我們使用線程的時候就去創建一個線程,這樣實現起來非常簡便,但是就會有一個問題:
如果併發的線程數量很多,並且每個線程都是執行一個時間很短的任務就結束了,這樣頻繁創建線程就會大大降低系統的效率,因爲頻繁創建線程和銷燬線程需要時間。
那麼有沒有一種辦法使得線程可以複用,就是執行完一個任務,並不被銷燬,而是可以繼續執行其他的任務?
在Java中可以通過線程池來達到這樣的效果。今天我們就來詳細講解一下Java的線程池,首先我們從最核心的ThreadPoolExecutor類中的方法講起,然後再講述它的實現原理,接着給出了它的使用示例,最後討論了一下如何合理配置線程池的大小。
Java中的ThreadPoolExecutor類
java.uitl.concurrent.ThreadPoolExecutor類是線程池中最核心的一個類,因此如果要透徹地瞭解Java中的線程池,必須先了解這個類。下面我們來看一下ThreadPoolExecutor類的具體實現源碼。
在ThreadPoolExecutor類中提供了四個構造方法:
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {
.....
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue);
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory);
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler);
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler);
...
}
從上面的代碼可以得知,ThreadPoolExecutor繼承了AbstractExecutorService類,並提供了四個構造器,事實上,通過觀察每個構造器的源碼具體實現,發現前面三個構造器都是調用的第四個構造器進行的初始化工作。
下面解釋下一下構造器中各個參數的含義:
- corePoolSize:核心池的大小,這個參數跟後面講述的線程池的實現原理有非常大的關係。在創建了線程池後,默認情況下,線程池中並沒有任何線程,而是等待有任務到來才創建線程去執行任務,除非調用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法,從這2個方法的名字就可以看出,是預創建線程的意思,即在沒有任務到來之前就創建corePoolSize個線程或者一個線程。默認情況下,在創建了線程池後,線程池中的線程數爲0,當有任務來之後,就會創建一個線程去執行任務,當線程池中的線程數目達到corePoolSize後,就會把到達的任務放到緩存隊列當中;
- maximumPoolSize:線程池最大線程數,這個參數也是一個非常重要的參數,它表示在線程池中最多能創建多少個線程;
- keepAliveTime:表示線程沒有任務執行時最多保持多久時間會終止。默認情況下,只有當線程池中的線程數大於corePoolSize時,keepAliveTime纔會起作用,直到線程池中的線程數不大於corePoolSize,即當線程池中的線程數大於corePoolSize時,如果一個線程空閒的時間達到keepAliveTime,則會終止,直到線程池中的線程數不超過corePoolSize。但是如果調用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法,在線程池中的線程數不大於corePoolSize時,keepAliveTime參數也會起作用,直到線程池中的線程數爲0;
- unit:參數keepAliveTime的時間單位,有7種取值,在TimeUnit類中有7種靜態屬性:
TimeUnit.DAYS; //天
TimeUnit.HOURS; //小時
TimeUnit.MINUTES; //分鐘
TimeUnit.SECONDS; //秒
TimeUnit.MILLISECONDS; //毫秒
TimeUnit.MICROSECONDS; //微妙
TimeUnit.NANOSECONDS; //納秒
- workQueue:一個阻塞隊列,用來存儲等待執行的任務,這個參數的選擇也很重要,會對線程池的運行過程產生重大影響,一般來說,這裏的阻塞隊列有以下幾種選擇:
ArrayBlockingQueue;
LinkedBlockingQueue;
SynchronousQueue;
ArrayBlockingQueue和PriorityBlockingQueue使用較少,一般使用LinkedBlockingQueue和Synchronous。線程池的排隊策略與BlockingQueue有關。
- threadFactory:線程工廠,主要用來創建線程;
- handler:表示當拒絕處理任務時的策略,有以下四種取值:
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丟棄任務並拋出RejectedExecutionException異常。
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy:也是丟棄任務,但是不拋出異常。
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy:丟棄隊列最前面的任務,然後重新嘗試執行任務(重複此過程)
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy:由調用線程處理該任務
具體參數的配置與線程池的關係將在下一節講述。
從上面給出的ThreadPoolExecutor類的代碼可以知道,ThreadPoolExecutor繼承了AbstractExecutorService,我們來看一下AbstractExecutorService的實現:
public abstract class AbstractExecutorService implements ExecutorService {
protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) { };
protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) { };
public Future<?> submit(Runnable task) {};
public <T> Future<T> submit(Runnable task, T result) { };
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) { };
private <T> T doInvokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
boolean timed, long nanos)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
};
public <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
throws InterruptedException, ExecutionException {
};
public <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
};
public <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
throws InterruptedException {
};
public <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
};
}
AbstractExecutorService是一個抽象類,它實現了ExecutorService接口。
我們接着看ExecutorService接口的實現:
public interface ExecutorService extends Executor {
void shutdown();
boolean isShutdown();
boolean isTerminated();
boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException;
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
Future<?> submit(Runnable task);
<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
throws InterruptedException;
<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException;
<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
throws InterruptedException, ExecutionException;
<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}
而ExecutorService又是繼承了Executor接口,我們看一下Executor接口的實現:
public interface Executor {
void execute(Runnable command);
}
到這裏,大家應該明白了ThreadPoolExecutor、AbstractExecutorService、ExecutorService和Executor幾個之間的關係了。
Executor是一個頂層接口,在它裏面只聲明瞭一個方法execute(Runnable),返回值爲void,參數爲Runnable類型,從字面意思可以理解,就是用來執行傳進去的任務的;
然後ExecutorService接口繼承了Executor接口,並聲明瞭一些方法:submit、invokeAll、invokeAny以及shutDown等;
抽象類AbstractExecutorService實現了ExecutorService接口,基本實現了ExecutorService中聲明的所有方法;
然後ThreadPoolExecutor繼承了類AbstractExecutorService。
在ThreadPoolExecutor類中有幾個非常重要的方法:
execute()
submit()
shutdown()
shutdownNow()
execute()方法實際上是Executor中聲明的方法,在ThreadPoolExecutor進行了具體的實現,這個方法是ThreadPoolExecutor的核心方法,通過這個方法可以向線程池提交一個任務,交由線程池去執行。
submit()方法是在ExecutorService中聲明的方法,在AbstractExecutorService就已經有了具體的實現,在ThreadPoolExecutor中並沒有對其進行重寫,這個方法也是用來向線程池提交任務的,但是它和execute()方法不同,它能夠返回任務執行的結果,去看submit()方法的實現,會發現它實際上還是調用的execute()方法,只不過它利用了Future來獲取任務執行結果(Future相關內容將在下一篇講述)。
shutdown()和shutdownNow()是用來關閉線程池的。
還有很多其他的方法:
比如:getQueue() 、getPoolSize() 、getActiveCount()、getCompletedTaskCount()等獲取與線程池相關屬性的方法,有興趣的朋友可以自行查閱API。
本文轉自:http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3932921.html