手撕Java线程池

简介: 原理和源码解析

一、概述

配合源码熟悉线程池结构。
1、Executor
Executor是线程池架构的核心,是Java异步任务的执行者接口,目标是执行目标任务。Executor作为执行者角色,目的是提供一种将“任务提交者”与“任务执行者”分离的机制。它只有一个函数式方法:
image.png
2、 ExecutorService
ExecutorService继承于Executor。它对外提供异步任务的接收服务。ExecutorService提供了“接受异步任务并转交给执行者”的方法,比如submit、invoke方法等。具体如下:
image.png
3、ExecutorService抽象类
image.png
比如AbstractEventExecutor,它实现了ExecutorService接口。AbstractExecutorService存在的目的是为ExecutorService中的接口提供默认实现。(模板模式)
image.png
4、实现类
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比如ThreadPoolExecutor,继承于AbstractExecutorService。它是核心实现类,它可以预先提供指定数量的可重用线程,可以对线程进行管理和监控。
5、ScheduledExecutorService
继承于ExecutorService。是一个完成延时和周期性任务的接口。
image.png
6、Executors
是一个静态工厂类,内置的静态工厂方法可以理解为快捷创建线程池的方法。
image.png
所以我们就清晰的了解了线程池架构的完整结构
image.png

二、如何创建线程池

1、newFixedThreadPool 创建固定大小的线程池

使用Executors最常用的莫过于是使用:Executors.newFixedThreadPool(int)这个方法,因为它既可以限制数量,而且线程用完后不会一直被cache住;那么就通过它来看看源码,回过头来再看其他构造方法的区别:

        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue());
}

我们看一看ThreadPoolExecutor的源码是怎么样的
image.png
参数说明:
corePoolSize:核心线程数。
maximumPoolSize:最大线程数。
keepAliveTime:线程存活时间。当线程数大于core数,那么超过该时间的线程将会被终结。
unit:keepAliveTime的单位。java.util.concurrent.TimeUnit类存在静态静态属性: NANOSECONDS、MICROSECONDS、MILLISECONDS、SECONDS
workQueue:Runnable的阻塞队列。若线程池已经被占满,则该队列用于存放无法再放入线程池中的Runnable。
其中handler表示线程池对拒绝任务的处理策略。
若线程池中的线程数量小于corePoolSize,即使线程池中的线程都处于空闲状态,也要创建新的线程来处理被添加的任务。
若线程池中的线程数量等于 corePoolSize且缓冲队列 workQueue未满,则任务被放入缓冲队列。
若线程池中线程的数量大于corePoolSize且缓冲队列workQueue满,且线程池中的数量小于maximumPoolSize,则建新的线程来处理被添加的任务。
若线程池中线程的数量大于corePoolSize且缓冲队列workQueue满,且线程池中的数量等于maximumPoolSize,那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。
当线程池中的线程数量大于corePoolSize时,如果某线程空闲时间超过keepAliveTime,线程将被终止。
2、newSingleThreadExecutor
image.png
这个线程池只有一个线程在工作,也就是相当于单线程串行执行所有任务。
返回单线程的Executor,将多个任务交给此Exector时,这个线程处理完一个任务后接着处理下一个任务,若该线程出现异常,将会有一个新的线程来替代。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。
3、newCachedThreadPool
image.png
在执行任务时,如果池内所有线程忙,则会添加新线程来处理。不会限制线程的大小,完全依赖于操作系统能够创建的最大线程大小。如果存量线程超过了处理任务数量,就会回收线程。
4、newScheduledThreadPool
因为可以周期性执行任务,所以不shutdown。
适用场景:周期性执行任务的场景。
image.png

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