Java多线程ThreadPoolExecutor详解
前言:
根据ThreadPoolExecutor的构造方法,JDK提供了很多工厂方法来创建各种用途的线程池.
1 newFixedThreadPool
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); }
说明:
- 核心线程数 == 最大线程数(没有救急线程被创建),因此也无需超时时间
- 阻塞队列是无界的,可以放任意数量的任务(最大为Integer.MAX_VALUE)
适用于 任务量一已知,相对耗时的任务
2 newCachedThreadPool
public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>()); }
说明:
- 核心线程数是 0, 最大线程数是 Integer.MAX_VALUE,救急线程的空闲生存时间是 60s
- 全部都是救急线程(60s 后可以回收)
- 救急线程可以无限创建(最大是Integer.MAX_VALUE)
- 队列采用了 SynchronousQueue 实现特点是,它没有容量,没有线程来取是放不进去的(一手交钱、一手交 货)
如下案例:
SynchronousQueue<Integer> integers = new SynchronousQueue<>(); new Thread(() -> { try { log.debug("putting {} ", 1); integers.put(1); log.debug("{} putted...", 1); log.debug("putting...{} ", 2); integers.put(2); log.debug("{} putted...", 2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } },"t1").start(); sleep(1); new Thread(() -> { try { log.debug("taking {}", 1); integers.take(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } },"t2").start(); sleep(1); new Thread(() -> { try { log.debug("taking {}", 2); integers.take(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } },"t3").start(); /* 运行结果: 11:48:15.500 c.TestSynchronousQueue [t1] - putting 1 11:48:16.500 c.TestSynchronousQueue [t2] - taking 1 11:48:16.500 c.TestSynchronousQueue [t1] - 1 putted... 11:48:16.500 c.TestSynchronousQueue [t1] - putting...2 11:48:17.502 c.TestSynchronousQueue [t3] - taking 2 11:48:17.503 c.TestSynchronousQueue [t1] - 2 putted... */
整个线程池表现为线程数会根据任务量不断增长,没有上限,当任务执行完毕,空闲 1分钟后释放线程。
适用于 任务数比较密集,但每个任务执行时间较短的情况
3 newSingleThreadExecutor
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); }
希望多个任务排队执行。线程数固定为 1,任务数多于 1 时,会放入无界队列排队。任务执行完毕,这唯一的线程也不会被释放.
与其他线程区别:
- 自己创建一个单线程串行执行任务,如果任务执行失败而终止那么没有任何补救措施,而线程池还会新建一 个线程,保证池的正常工作
- Executors.newSingleThreadExecutor() 线程个数始终为1,不能修改
- FinalizableDelegatedExecutorService 应用的是装饰器模式,只对外暴露了 ExecutorService 接口,因此不能调用 ThreadPoolExecutor 中特有的方法.
- Executors.newFixedThreadPool(1) 初始时为1,以后还可以修改
- 对外暴露的是 ThreadPoolExecutor 对象,可以强转后调用 setCorePoolSize 等方法进行修改
4 提交任务
// 执行任务 void execute(Runnable command); // 提交任务 task,用返回值 Future 获得任务执行结果 <T> Future<T> submit(Callable<T> task); // 提交 tasks 中所有任务 <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks) throws InterruptedException; // 提交 tasks 中所有任务,带超时时间 <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException; // 提交 tasks 中所有任务,哪个任务先成功执行完毕,返回此任务执行结果,其它任务取消 <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks) throws InterruptedException, ExecutionException; // 提交 tasks 中所有任务,哪个任务先成功执行完毕,返回此任务执行结果,其它任务取消,带超时时间 <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
上述都是提供的提交任务的方法,根据不同的业务场景需求,选择对应的提交方法.
5 关闭线程池
shutdown
/* 线程池状态变为 SHUTDOWN - 不会接收新任务 - 但已提交任务会执行完 - 此方法不会阻塞调用线程的执行 */ void shutdown();
public void shutdown() { final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { checkShutdownAccess(); // 修改线程池状态 advanceRunState(SHUTDOWN); // 仅会打断空闲线程 interruptIdleWorkers(); onShutdown(); // 扩展点 ScheduledThreadPoolExecutor } finally { mainLock.unlock(); } // 尝试终结(没有运行的线程可以立刻终结,如果还有运行的线程也不会等) tryTerminate(); }
shutdownNow
/* 线程池状态变为 STOP - 不会接收新任务 - 会将队列中的任务返回 - 并用 interrupt 的方式中断正在执行的任务 */ List<Runnable> shutdownNow();
public List<Runnable> shutdownNow() { List<Runnable> tasks; final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { checkShutdownAccess(); // 修改线程池状态 advanceRunState(STOP); // 打断所有线程 interruptWorkers(); // 获取队列中剩余任务 tasks = drainQueue(); } finally { mainLock.unlock(); } // 尝试终结 tryTerminate(); return tasks; }
其他打断方法
// 不在 RUNNING 状态的线程池,此方法就返回 true boolean isShutdown(); // 线程池状态是否是 TERMINATED boolean isTerminated(); // 调用 shutdown 后,由于调用线程并不会等待所有任务运行结束,因此如果它想在线程池 TERMINATED 后做些事 情,可以利用此方法等待 boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
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