Java併發之執行緒池學習筆記

2021-09-03 01:29:53 字數 4436 閱讀 7963

juc包下有乙個重要的執行緒池的實現,大大優化方便了我們對執行緒的使用,而不再是傳統的new乙個thread。執行緒池相對傳統的直接建立執行緒主要有三個優點:

1.統一管理執行緒,可以重用存在的執行緒,避免多次的建立、消亡的開銷,使得效能表現得更好

2.可以有效控制最大併發執行緒數,提高系統資源利用率,同時可以避免過多資源的競爭,避免阻塞

3.提供定時執行、定期執行、單執行緒、併發數控制等功能

通過executors工廠方法來建立乙個執行緒池。該工廠方法提供了主要四種重要型別的執行緒池(針對不同應用場景)

這是乙個執行緒數變動性非常強的執行緒池,預設配置下,它可以開啟無限多個執行緒(integer.maxsize 和 jvm允許執行緒數範圍內)。且如果該執行緒池裡的執行緒在60秒內如果是處於空閒狀態(即沒任務執行),那麼該執行緒就會被**,不再由執行緒池維護。如果有新任務進來時,由於之前的執行緒池裡的執行緒已被**,那麼新的執行緒也會再次建立。當執行完任務,60秒內依舊無新任務的可執行話,那麼該執行緒又會被再次**。 

綜合該執行緒池的特性,我們可以思考下什麼情況下應該使用這類執行緒池。比如:我們的應用伺服器上面,會在非固定時間(時間跨域度會盡可能大)和非固定的任務數量。

fixedthreadpool乙個固定數量的執行緒池,且該執行緒池不會隨著任務的變化而增多或減少執行緒數量。即該執行緒池下的執行緒池如果你不主動呼叫銷毀shutdowm、purge之類的方法。那麼這些執行緒將會永遠被執行緒池維護著。

singlethreadexecutor是乙個固定單執行緒的執行緒池,該執行緒池會永遠都保持著乙個執行緒的活動狀態,如果該執行緒池的單執行緒因某些異常而退出後,執行緒池會繼續建立乙個新的執行緒。

4.scheduledthreadpool(返回型別是scheduledexecutorservice)

scheduledthreadpool是乙個支援任務定時排程的執行緒池。

執行緒池主要有6大引數,引數的設定是否合理,將會直接影響到執行緒池的效能。

1.corepoolsize(核心執行緒數):在建立了執行緒池後,預設情況下,執行緒池中是沒有執行緒,當有新任務進來時,才會建立新的執行緒去執行這個任務。當再有另外乙個任務進來時,即使剛才的執行緒已經處於空閒狀態,執行緒池也是會建立新的執行緒去執行這個新任務。當執行緒池中的執行緒數達到corepoolsize的時候,就會把新進來的任務放到任務佇列(另乙個重要引數)中。核心執行緒在allowcorethreadtimeout被設定為true時會超時退出,預設情況下不會退出。

2.maxpoolsize(最大執行緒數):當執行緒池中的執行緒數大於等於corepoolsize的時候,而且任務佇列也已經滿了,這個時候,執行緒池就會建立新的執行緒,直到執行緒數目達到maxpoolsize。如果執行緒數目已經達到maxpoolsize,任務佇列又已經滿了,那麼執行緒池則會拒絕處理任務,並丟擲執行時異常(這裡涉及另乙個引數任務拒絕處理器,有四種策略,預設abortpolicy--決絕執行,並丟擲執行時異常)。

3.keepalivetime(執行保空閒時間):當執行緒空閒時間達到keepalivetime,該執行緒會退出,直到執行緒數目等於corepoolsize。如果allowcorethreadtimeout設定為true,則所有執行緒均會退出直到執行緒數量為0。

4.queuecapacity(任務佇列容量):當核心執行緒數達到最大時,新任務會放在佇列中排隊等待執行.

還有就是 workqueue:乙個阻塞佇列,用來儲存等待執行的任務,這個引數的選擇也很重要,會對執行緒池的執行過程產生重大影響,一般來說,這裡的阻塞佇列有以下幾種選擇:

arrayblockingqueue;

linkedblockingqueue;

synchronousqueue;

priorityblockingqueue

5.allowcorethreadtimeout:是否允許核心執行緒空閒退出,預設值為false.

6.rejectedexecutionhandler(任務拒絕處理器):

* 兩種情況會拒絕處理任務:

- 當執行緒數已經達到maxpoolsize,切佇列已滿,會拒絕新任務

- 當執行緒池被呼叫shutdown()後,會等待執行緒池裡的任務執行完畢,再shutdown。如果在呼叫shutdown()和執行緒池真正shutdown之間提交任務,會拒絕新任務

* 執行緒池會呼叫rejectedexecutionhandler來處理這個任務。如果沒有設定預設是abortpolicy,會丟擲異常

* threadpoolexecutor類有幾個內部實現類來處理這類情況:

- abortpolicy 丟棄任務,拋執行時異常

- callerrunspolicy 執行任務

- discardpolicy 忽視,什麼都不會發生

- discardoldestpolicy 從佇列中踢出最先進入佇列(最後乙個執行)的任務

* 實現rejectedexecutionhandler介面,可自定義處理器

1.當執行緒數小於核心執行緒數時,建立執行緒。

2.當執行緒數大於等於核心執行緒數,且任務佇列未滿時,將任務放入任務佇列。

3.當執行緒數大於等於核心執行緒數,且任務佇列已滿。

1.若執行緒數小於最大執行緒數,建立執行緒。

2.若執行緒數等於最大執行緒數,丟擲異常,拒絕任務。

corepoolsize設定

每個任務需要tasktime秒處理,則每個執行緒每鈔可處理1/tasktime個任務。系統每秒有tasks個任務需要處理,則需要的執行緒數為:tasks/(1/tasktime),即tasks*tasktime個執行緒數。假設系統每秒任務數為100~1000,每個任務耗時0.1秒,則需要100*0.1至1000*0.1,即10~100個執行緒。那麼corepoolsize應該設定為大於10,具體數字最好根據8020原則,即80%情況下系統每秒任務數,若系統80%的情況下第秒任務數小於200,最多時為1000,則corepoolsize可設定為20。

queuecapacity設定

任務佇列的長度要根據核心執行緒數,以及系統對任務響應時間的要求有關。佇列長度可以設定為(corepoolsize/tasktime)*responsetime: (20/0.1)*2=400,即佇列長度可設定為400。

佇列長度設定過大,會導致任務響應時間過長,切忌以下寫法:

這實際上是將佇列長度設定為integer.max_value,將會導致執行緒數量永遠為corepoolsize,再也不會增加,當任務數量陡增時,任務響應時間也將隨之陡增。

maxpoolsize設定

當系統負載達到最大值時,核心執行緒數已無法按時處理完所有任務,這時就需要增加執行緒。每秒200個任務需要20個執行緒,那麼當每秒達到1000個任務時,則需要(1000-queuecapacity)*(20/200),即60個執行緒,可將maxpoolsize設定為60。

keepalivetime設定

執行緒數量只增加不減少也不行。當負載降低時,可減少執行緒數量,如果乙個執行緒空閒時間達到keepalivetiime,該執行緒就退出。預設情況下執行緒池最少會保持corepoolsize個執行緒。

allowcorethreadtimeout設定

預設情況下核心執行緒不會退出,可通過將該引數設定為true,讓核心執行緒也退出。

rejectedexecutionhandler設定

設定預設是abortpolicy,會丟擲異常。

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