Java 线程池作用及类型

线程池

线程池解决了两个不同的问题：

1. 减少线程创建的开销，能提高执行大量异步任务的效率
2. 提供了一种限制和管理资源及线程的方法，并且还维护了一些基本的统计信息(如已完成的任务数)

线程池的使用对new Thread()的优势：

1. 复用存在的线程，减少对象创建、消亡的开销，性能佳。
2. 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。
3. 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

ThreadPoolExecutor

常用默认实现：

1. Executors#newCachedThreadPool：无边界线程池，带有自动线程回收
2. Executors#newFixedThreadPool：固定大小的线程池
3. Executors#newSingleThreadExecutor：单个后台线程，大多数场景用于预初始化配置

有需要执行的任务进入线程池时

• 当前线程数小于核心线程数时，创建线程。
• 当前线程数大于等于核心线程数，且工作队列未满时，将任务放入工作队列。
• 当前线程数大于等于核心线程数，且工作队列已满
  • 若线程数小于最大线程数，创建线程
  • 若线程数等于最大线程数，抛出异常，拒绝任务(具体处理方式取决于handler的策略)

主要参数

• corePoolSize
  核心线程数。空闲时仍会保留在池中的线程数，除非设置了allowCoreThreadTimeOut参数

• maximumPoolSize
  最大线程数。允许在池中的最大线程数

• keepAliveTime
  存活时间。当前线程数大于核心线程数时，空余线程的最长存活时间

• unit
  单位。keepAliveTime参数的时间单位

• workQueue
  工作队列，接口类为阻塞队列。任务执行前存储的队列，只有通过submit方法提交的任务才会进入队列

• threadFactory
  线程工厂。创建线程。默认使用Executors.defaultThreadFactory()，所有的线程都属于同一个ThreadGroup，都有相同的优先级，且均不是守护线程。
  (可用new NamedThreadFactory("test")来对线程池中的线程添加前缀标识)

• handler
  任务丢弃策略。若线程池已经关闭、或线程池已满，那么新的任务会被拒绝。

  • ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常
    • ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：丢弃任务，但不抛出异常。
      • ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务(循环此过程)
      • ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务

BlockingQueue

BlockingQueue类型

• ArrayBlockingQueue：由数组结构组成的有界阻塞队列
• LinkedBlockingQueue：由链表结构组成的有界阻塞队列
• PriorityBlockingQueue：支持优先级排序的无界阻塞队列
• DealyQueue：使用优先级队列实现的无界阻塞队列
• SynchronousQueue：不存储元素的阻塞队列
• LinkedTransferQueue：由链表结构组成的无界阻塞队列
• LinkedBlockingDeque：由链表结构组成的双向阻塞队列

ArrayBlockingQueue

ArrayBlockingQueue是定长阻塞队列。原理是使用一个可重入锁和Condition进行并发控制(classic two-condition algorithm)。

参考资料：

1. 精通ThreadPoolExcutor
2. Java并发编程中四种线程池