通俗易懂的给你解释一下,池塘里有很多鱼,我们捞一条上来把玩一番,把玩一段时间后放回池塘里去。这就是线程池的工作原理,只不过这个池塘里放的不是鱼,是一个个线程对象,用到一个就拿一个,用完放回池塘内,而这个池塘在计算机内就是对应在软件的内存中了。
java.util.concurrent包中我们能找到线程池的定义,其中ThreadPoolExecutor是我们线程池核心类,首先看看线程池类的主要参数有哪些。
corePoolSize:线程池的核心大小,也可以理解为最小的线程池大小。
maximumPoolSize:最大线程池大小。
keepAliveTime:空余线程存活时间,指的是超过corePoolSize的空余线程达到多长时间才进行销毁。
unit:销毁时间单位。
workQueue:存储等待执行线程的工作队列。
threadFactory:创建线程的工厂,一般用默认即可。
handler:拒绝策略,当工作队列、线程池全已满时如何拒绝新任务,默认抛出异常。
线程池工作流程
1、如果线程池中的线程小于corePoolSize时就会创建新线程直接执行任务。
2、如果线程池中的线程大于corePoolSize时就会暂时把任务存储到工作队列workQueue中等待执行。
3、如果工作队列workQueue也满时:当线程数小于最大线程池数maximumPoolSize时就会创建新线程来处理,而线程数大于等于最大线程池数maximumPoolSize时就会执行拒绝策略。
ThreadPool工作原理任务先去核心线程池,如果核心线程池没有则存入到Q中;Q满了去启新的线程(启新线程时会全局锁),不能启的话就返回错误需要多了解些,参数配置和使用结合。
线程池创建和销毁是有代价的,所以可以通过提前创建线程池来缓解这个问题。但是创建多少个是个问题?
一般根据业务复杂度,比如提前创建100个,然后设置一个低水位和高水位,比如20% 和80%,当达到低水位且持续一段时间,就可以释放一部分。当高水位一段时间后,可以动态增加一部分。同时增加手动设置的api可以根据预测提前调整。
在java中多线程并不陌生,在一定的范围内,多线程数量的增加会明显提升整个系统的吞吐性能,但是线程本身会极大的耗费内存空间,线程的频繁创建和回收也极其占用CPU资源,多线程甚至会拖垮整个服务!
所以,线程的利用必须掌握在一个度,太少的线程数可能会浪费CPU资源,而太高也极有可能反而降低整个应用性能;
线程池:基于使用多线程存在的问题,JDK提出了线程池技术,类似于数据库连接池,都是保持池中部分线程活跃状态,在需要使用线程的时候,直接从线程池中获取,使用。当线程使用结束,就进行回收(直接放回池中等待,而不是GC),这样就能避免了线程的频繁创建和回收。
JAVA中的线程池:JDK提供了线程池框架Executor,帮助程序更好的管理线程。总的结构如下截图:
比较常见的线程池对象获取方式为:
①newSingleThreadExecutor():返回单线程的线程池,一个接一个的处理任务,线程异常的时候,会创建新的线程替代; ②newFixedThreadPool:在达到最大线程之前,有一个任务就创建一个线程,直到达到最大线程数量; ③newCachedThreadPool:动态的设置最合适的线程数量,最大为JVM能够支持的大小; ④newScheduledThreadPool:指定线程数量,并周期性的执行任务; ⑤newSingleThreadScheduledExecutor:指定线程数量1个,并周期性的执行任务;
从源码来看,上面几种线程池底层都是封装的ThreadPoolExecutor对象,查看源码可知比较重要的属性(对象)截图如下:
下图是ThreadPoolExecutor对象中的execute方法截图:
解释如下:
1,当前线程总数小于核心线程数,则通过addWorker进行执行;
2,否则通过wordQueue.offer提交到等待队列,
3,进入等待队列失败,则通过addWorker提交到线程池,失败则执行拒绝策略;
线程池有多种拒绝策略:直接抛出异常,或者丢弃无法处理的任务等等,此处不做详细讨论。。
线程池的扩展:JDK允许开发人员自主扩展线程池,通过提供的beforeExecute,afterExecute,terminated三个接口可以像处理AOP一样方便的管理线程池,可自行实现状态跟踪,调试信息等用以监控线程池!
线程池的优化:线程池的优化主要针对线程数量进行,一般来说只要使用的不是最大最小线程数量都可以,但是具体的还要根据场景,参考CPU核心数,等待时间等因素来判断最合适的线程数,比如是批量运算这种密集的CPU执行,则线程数设置为CPU核心数即可,如果有大量阻塞,则可以使用CPU核心数的偶数倍数,在有一本书中得出了一个公式如下截图:
jdk中的线程池技术比较完善,加上其他的多线程技术,促使JAVA成为高并发领域的佼佼者,最近一直在分享JAVA技术,得到很多朋友的鼓励,在此表示感谢,我也会一直持续的进行分享,敬请关注。。
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