Java并发类库中提供的线程池有哪几种

本文主要是介绍Java并发类库中提供的线程池有哪几种，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、并发类库中的线程池

线程是不能重复启动的，频繁创建和销毁线程存在一定的开销。为了减小这种开销，提高资源利用率，我们可以使用线程池，让线程进行复用。使用线程池后，创建线程相对于从线程池中获取一个空闲线程，销毁线程相对于向线程池归还线程。

通常开发者都是利用Executors中的线程池创建方法创建线程池。通过指定不同的参数就可以创建出不同类型的线程池。

Executors提供的线程池创建配置：

• newCachedThreadPool（），是一种处理短时间内大量工作任务的线程池。它会缓存线程并重用，当无缓存线程可用时，它会创建新线程。如果线程空闲的时间超过60s，会被终止并移出缓存。长时间闲置时，这种线程池不会消耗生命资源。其内部使用SynchronousQueue作为工作队列。
• newFixedThreadPool（int nThreads），重用指定数目的线程，任何时候最多有nThreads个线程是活动的。其实部使用LinkedBlockingQueue作为工作队列。如果任务数量超过指定的线程数，那么任务会在工作队列中等待。
• newSingleThreadExecutor（），它的特点在于工作线程的数目为1，可以看做newFixedThreadPool的退化版。其内部使用LinkedBlockingQueue作为工作队列，所有任务都是被顺序执行，最多有一个任务处于活动状态。
• newSingleThreadExecutor（）和newScheduledThreadPool（int corePoolSize），创建的是ScheduledExecutorService，可以进行定时的或周期性的工作制度，二者的区别在于是一个线程还是多个线程。
• newWorkingStealingPool（int parallelism），其内部会构建ForkJoinPool，利用Work-Stealing算法，并行地处理任务，不保证处理顺序。

二、Executor框架结构

• Executor是一个基础的接口，其初衷是将任务提交和任务执行细节进行解耦。

void execute(Runnable command);

• ExecutorService更加完善，不仅提供service的管理功能，比如shutdown等方法，也提供了更加全面的任务提交机制，如返回Future的submit方法。

//输入的是Callable，解决了Runnable无法返回结果的问题
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);

• ScheduledExecutorService，定时调度接口
• AbstractExecutorService，执行框架抽象类
• ThreadPoolExecutor，JDK中线程池的具体实现
• Executors，线程池工厂类，提供了各种方便的静态工厂方法

三、线程池的具体实现

 

ThreadPoolExecutor

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keyAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler)

通过配置不同的参数，就可以创建出行为大相径庭的线程池，这就是线程池高度灵活的基础。

• corePoolSize，核心线程数，可以大致理解为长期驻留的线程数目。对于不同的线程池，这个值不同。newFixedThreadPool会将其设置为nThreads，newCachedThreadPool会将其设置为0。
• maximunPoolSize，能够创建的最大线程数。对于newFixedThreadPool是nThreads，而对于newCachedThreadPool则为Integer.MAX_VALUE。
• keepAliveTiem和TimeUnit这两个参数指定了额外的线程能够闲置多久，有些线程池不需要它，newCachedThreadPool需要此参数
• workQueue，工作队列，必须为BlockingQueue。创建不同的线程池，可以选择不同的工作队列。有SynchronousQueue，LInkedBlockingQueue，ArrayBlockingQueue，PriorityBlockingQueue等。
• threadFactory提供线程创建逻辑。线程池的工作线程被抽象为静态内部类Worker，基于AQS实现。
• Handler指定了拒绝策略，当任务数量超过系统的负载时就可以使用拒绝策略了。

四、核心线程池的内部实现

对于核心的几个线程池，无论是newFixedThreadPool（）方法，newSingleThreadExecutor（）还是newCachedThreadPool（）方法，虽然看起来创建的线程有着完全不同的功能特点，但是它们都是有ThreadPoolExecutor实现。下面给出了具体的实现方式：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads){return new ThreadPoolExecutor(nThreads,nThreads,0L,TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(){return new ThreadPoolExecutor(1,1,0L,TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQUeue<Runnable>());
}public static ExecutorService newCachedThreadPool(){return new ThreadPoolExecutor(0,Integer.MAX_VLAUE,60L,TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<Runnable>());
}

五、ThreadPoolExecutor核心调度代码

这里给出ThreadPoolExecutor线程池的核心调度代码，这段代码也充分体现了上述线程池的工作逻辑：

public void execute(Runnable command){if(command==null)throw new NullPointerException();int c=ctl.get();if(workCountOf(c)<corePoolSize){if(addWorker(command,true))return c=ct1.get();}if(isRunning(c) && workQueue.offer(command)){int recheck=ce1.get();if(!isRunning(recheck) && remove(command))reject(command);else if(workCountOf(recheck) == 0)addWorkder(null,false);}else if(!addWorkder(command,fale))reject(command);
}

代码第5行的workerCountOf()函数取得了当前线程池的线程总数，当线程总数小于corePoolSize核心线程数时，会将任务通过addWorker（）方法直接调度执行。否则在第10行代码处加入等待队列（workQueue.offer()）。如果进入等待队列失败（比如有界队列到达了上限，或者使用了SynnchronousQueue队列），则会执行第17行，将任务直接提交给线程池。如果当前线程数已经达到了maximunPoolSize，则会执行第18行的拒绝策略。

六、线程池的工作线程

线程池的工作线程被抽象为静态内部类worker，使用aqs实现。

参考文章：https://medium.com/@oliver_hu/java-series-basics-q-a-part-5-1613ae282ac2

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