为什么要用线程池
你有没有这样的疑惑,为什么要用线程池呢?可能你会说,我可以复用已经创建的线程呀;线程是个重量级对象,为了避免频繁创建和销毁,使用线程池来管理最好了
没毛病,各位都很懂哈~
不过使用线程池还有一个重要的点:可以控制并发的数量。如果并发数量太多了,导致消耗的资源增多,直接把服务器给搞趴下了,肯定也是不行的
绕不过去的几个参数
提到 ThreadPoolExecutor 那么你的小脑袋肯定会想到那么几个参数,咱们来瞅瞅源码(我就直接放有 7 个参数的那个方法了):
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler)
咱们分别来看:
- corePoolSize :
核心线程数,在线程池中有两种线程,核心线程和非核心线程。在线程池中的核心线程,就算是它什么都不做,也会一直在线程池中,除非设置了 allowCoreThreadTimeOut 参数
- maximumPoolSize:
线程池能够创建的最大线程数。这个值 = 核心线程数 + 非核心线程数
- keepAliveTime & unit :
线程池是可以撤销线程的,那么什么时候撤销呢?一个线程如果在一段时间内,都没有执行任务,那说明这个线程很闲啊,那是不是就可以把它撤销掉了?
所以呢,如果一个线程不是核心线程,而且在 keepAliveTime & unit 这段时间内,还没有干活,那么很抱歉,只能请你走人了 核心线程就算是很闲,也不会将它从线程池中清除,没办法谁让它是 core 线程呢~
- workQueue :
工作队列,这个队列维护的是等待执行的 Runnable 任务对象
常用的几个队列:LinkedBlockingQueue , ArrayBlockingQueue , SynchronousQueue , DelayQueue
大厂的编码规范,相信各位都知道,并不建议使用 Executors ,最重要的一个原因就是:Executors 提供的很多方法默认使用的都是无界的 LinkedBlockingQueue ,在高负载情况下,无界队列很容易就导致 OOM ,而 OOM 会让所有请求都无法处理,所以在使用时,强烈建议使用有界队列,因为如果你使用的是有界队列的话,当线程数量太多时,它会走拒绝策略
- threadFactory :
创建线程的工厂,用来批量创建线程的。如果不指定的话,就会创建一个默认的线程工厂
- handler :
拒绝处理策略。在 workQueue 那里说了,如果使用的是有界队列,那么当线程数量大于最大线程数的时候,拒绝处理策略就起到作用了
常用的有四种处理策略:
- AbortPolicy :默认的拒绝策略,会丢弃任务并抛出 RejectedExecutionException 异常 - CallerRunsPolicy :提交任务的线程,自己去执行这个任务 - DiscardOldestPolicy :直接丢弃新来的任务,也没有任何异常抛出 - DiscardOldestPolicy :丢弃最老的任务,然后将新任务加入到工作队列中
默认拒绝策略是 AbortPolicy ,会 throw RejectedExecutionException 异常,但是这是一个运行时异常,对于运行时异常编译器不会强制 catch 它,所以就会比较容易忽略掉错误。
所以,如果线程池处理的任务非常重要,尽量自定义自己的拒绝策略
线程池的几个状态
在源码中,能够清楚地看到线程池有 5 种状态:
private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS; private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS; private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS; private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS; private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS;
同时,使用 AtomicInteger 修饰的变量 ctl 来控制线程池的状态,而 ctl 保存了 2 个变量:一个是 rs 即 runState ,线程池的运行状态;一个是 wc 即 workerCount ,线程池中活动线程的数量
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0)); private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }
- 线程池创建之后就处于 RUNNING 状态
- 调用 shutdown() 方法之后处于 SHUTDOWN 状态,此时线程池不再接受新的任务,清除一些空闲 worker ,等待阻塞队列的任务完成
- 调用 shutdownNow() 方法后处于 STOP 状态,此时线程池不再接受新的任务,中断所有的线程,阻塞队列中没有被执行的任务也会被全部丢弃
- 当线程池中执行的任务为空时,也就是此时 ctl 的值为 0 时,线程池会变为 TIDYING 状态,接下来会执行 terminated() 方法
- 执行完 terminated() 方法之后,线程池的状态就由 TIDYING 转到 TERMINATED 状态
懵了?别急,有张图呢~
线程池处理任务
execute
做到线程复用,肯定要先 execute 起来吧
线程池处理任务的核心方法是 execute ,大概思路就是:
- 如果 command 为 null ,没啥说的,直接抛出异常就完事儿了
- 如果当前线程数小于 corePoolSize ,会新建一个核心线程执行任务
- 如果当前线程数不小于 corePoolSize ,就会将任务放到队列中等待,如果任务排队成功,仍然需要检查是否应该添加线程,所以需要重新检查状态,并且在必要时回滚排队;如果线程池处于 running 状态,但是此时没有线程,就会创建线程
- 如果没有办法给任务排队,说明这个时候,缓存队列满了,而且线程数达到了 maximumPoolSize 或者是线程池关闭了,系统没办法再响应新的请求,此时会执行拒绝策略
来瞅瞅源码具体是如何处理的:
public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); int c = ctl.get(); // 当前线程数小于 corePoolSize 时,调用 addWorker 创建核心线程来执行任务 if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { if (addWorker(command, true)) return; c = ctl.get(); } // 当前线程数不小于 corePoolSize ,就将任务添加到 workQueue 中 if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { // 获取到当前线程的状态,赋值给 recheck ,是为了重新检查状态 int recheck = ctl.get(); // 如果 isRunning 返回 false ,那就 remove 掉这个任务,然后执行拒绝策略,也就是回滚重新排队 if (! isRunning(recheck) && remove(command)) reject(command); // 线程池处于 running 状态,但是没有线程,那就创建线程执行任务 else if (workerCountOf(recheck) == 0) addWorker(null, false); } // 如果放入 workQueue 失败,尝试通过创建非核心线程来执行任务 // 如果还是失败,说明线程池已经关闭或者已经饱和,会拒绝执行该任务 else if (!addWorker(command, false)) reject(command); }
在上面源码中,判断了两次线程池的状态,为什么要这么做呢?
这是因为在多线程环境下,线程池的状态是时刻发生变化的,可能刚获取线程池状态之后,这个状态就立刻发生了改变.如果没有二次检查的话,线程池处于非 RUNNING 状态时, command 就永远不会执行
有点儿懵?阿粉都懂你,一张图走起~