Java线程池实现原理与技术II
发布日期:2021-05-19 16:45:10 浏览次数:18 分类:精选文章

本文共 2179 字,大约阅读时间需要 7 分钟。

为了能够更好地控制多线程,JDK提供了一套Executor框架,帮助开发人员有效地进行线程控制。Executor框架中的newFixedThreadPool()、newSingleThreadExecutor()和ewCachedThreadPool()方法,其内部实现均基于ThreadPoolExecutor。通过了解ThreadPoolExecutor的核心机制,我们能够更深入地掌握线程池的运行原理。


** ThreadPoolExecutor的构造方法 **

ThreadPoolExecutor的核心是其构造方法,参数配置直接决定了线程池的性能和行为。其主要构造方法如下:

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler)

参数说明:

  • corePoolSize:指定线程池中的核心线程数量。
  • maximumPoolSize:线程池中最大线程数,超过核心线程会有空闲线程等待销毁。
  • keepAliveTime:超过核心线程的空闲存活时间,默认为无穷大。
  • unit:时间单位,默认为毫秒。
  • workQueue:任务队列,可选ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等。
  • threadFactory:线程工厂,默认使用默认工厂。
  • handler:拒绝策略,如CallerRunsPolicy、DiscardPolicy等。

使用示例:

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(4, 5, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>());
for (int i = 0; i < 10; i++) {
executor.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
});
}
executor.shutdown();

**工作队列的选择 **

ThreadPoolExecutor的工作队列决定了任务处理逻辑。常用选择包括:

  • ArrayBlockingQueue:基于数组的有界队列,适合需要任务固定上限的场景。
  • LinkedBlockingQueue:无界队列,吞吐量较高,适合多线程环境。
  • SynchronousQueue:高度优化的队列,支持并发插入和移除,提升吞吐量。
  • PriorityBlockingQueue:带有优先级的队列,用于处理重要任务。

  • **拒绝策略的实现 **

    在线程池饱和时,通过RejectedExecutionHandler来处理拒绝策略,避免任务丢失或抛出异常。常见策略包括:

  • CallerRunsPolicy:在提交线程上执行任务,适合对任务处理延迟敏感的场景。
  • DiscardOldestPolicy:丢弃最旧的任务,优先处理最新的任务。
  • DiscardPolicy:直接丢弃任务,不进行处理。
  • AbortPolicy:抛出异常,终止任务。
  • 通过实现自定义拒绝策略,可以根据具体需求记录日志、持久化存储等。


    **任务提交与关闭 **

    • execute方法:用于提交不返回结果的任务,对于任务状态不可知的情况适用。
    • submit方法:提交需要返回结果的任务,可以通过Future获取结果。

    关闭线程池时,调用shutdown或shutdownNow:

    • shutdown:设置为停止状态,中断空闲线程。
    • shutdownNow:立即关闭线程,停止所有任务。

    线程池关闭后,使用isShutdown或isTerminated方法检查状态。


    **线程池配置建议 **

    合理配置线程池需要根据任务特性:

  • 任务类型:CPU密集型(N+1线程)、IO密集型(2N线程)或混合型任务。
  • 执行时间:长任务需少线程,短任务需多线程。
  • 依赖资源:数据库连接等可能影响线程配置。
  • 使用PriorityBlockingQueue可根据任务优先级调整执行顺序。


    **线程池监控 **

    监控线程池状态可提高效率。常用方法包括:

    • taskCount:当前需要执行的任务数量。
    • completedTaskCount:已完成的任务数量。
    • largestPoolSize:线程池曾经使用过的最大线程数。
    • getPoolSize:当前线程池大小。
    • getActiveCount:活动线程数。

    通过继承ThreadPoolExecutor或使用监控工具,可以记录线程池运行状态。


    总结

    通过合理配置ThreadPoolExecutor,优化线程池性能可以显著提升应用性能。理解其内部构造和工作原理,是高效使用线程池的关键。

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