大家好,我是Excutors,一个老实的工具类。

有个叫老三的程序员在文章 要是以前有人这么讲线程池,我早就该明白了!里挖了一个坑,说要把我介绍给大家认识认识。

我其实挺委屈的,作为一个没得感情,老实干活的工具类,我却上了阿里巴巴的黑名单。他们在一本叫《Java开发手册》的册子里写道:

作者画外音:人家为啥给你拉黑,不写的清清楚楚嘛,你有啥可委屈的。而且你这个家伙就是表面看起来老实,活是你干的吗?干活的不都是小老弟ThreadPoolExecutor。来,我一个个给你数。

1. newFixedThreadPool

FixedThreadPool,是一个固定大小的线程池。

看一下它的源代码实现:

    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

直接调用ThreadPoolExecutor的构造方法。

  • 核心线程数最大线程数相同
  • 使用LinkedBlockingQueue作为任务队列

FixedThreadPoolexecute()运行示意图:

整体运行过程:

  • 当前运行线程少于corePoolSize,则创建新线程执行任务
  • 当前运行线程大于corePoolSize,将任务加入LinkedBlockingQueue
  • 线程池中线程执行完任务后,会循环从LinkedBlockingQueue中获取任务执行

因为使用无界队列LinkedBlockingQueue来存储不能执行的任务,所以不会触发拒绝服务策略,可能会导致OOM

2. newSingleThreadExecutor

SingleThreadExecutor是使用单个线程工作的线程池。

实现源码如下:

    public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

直接调用ThreadPoolExecutor的构造方法。

  • 核心线程数最大线程数都是1
  • 使用LinkedBlockingQueue作为任务队列

SingleThreadExecutor的运行流程:

  • 当前无运行线程,创建一个线程来执行任务
  • 当前有线程运行,将任务加入LinkedBlockingQueue
  • 线程执行完任务后,会循环从LinkedBlockingQueue中获取任务来执行

这里用了无界队列LinkedBlockingQueue,同样可能会导致OOM

3. newCachedThreadPool

CachedThreadPool是一个会根据需要创建新线程的线程池。

实现源码:

    public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}

直接调用ThreadPoolExecutor的构造方法。

  • 核心线程数为0,最大线程数是非常大的一个数字Integer.MAX_VALUE
  • 使用没有容量的SynchronousQueue作为工作队列
  • keepAliveTime设置为60L,空闲线程空闲60秒之后就会被终止

CachedThreadPool的运行流程:

  • 如果当前有空闲线程,使用空闲线程来执行任务
  • 如果没有空闲线程,创建一个新线程来执行任务
  • 新建的线程执行完任务后,会执行poll(keepAliveTime,TimeUnit.NANOSECONDS),在SynchronousQueue里等待60s

这里线程池的大小没有限制,可能会无限创建线程,导致OOM

4. newScheduledThreadPool

ScheduledThreadPool是一个具备调度功能的线程池。

实现源码:

    public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

可以看到,这个线程池不太一样,它调用的是ScheduledThreadPoolExecutor的构造方法。

    public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
  • 最大线程数是Integer.MAX_VALUE,无限大
  • 使用DelayedWorkQueue作为任务队列

ScheduledThreadPoolExecutor执行任务的流程:

主要分为两大部分:

  1. 调用scheduleAtFixedRate()/scheduleWithFixedDelay()方法,会向DelayQueue添加一个ScheduledFutureTask
  2. 线程池的线程从DelayQueue中获取ScheduledFutureTask,然后执行任务。

它同样可以无限创建线程,所以也存在OOM的风险。

为了实现周期性执行任务,ScheduledThreadPoolExecutorThreadPoolExecutor进行了一些改造[4]:

  • ScheduledFutureTask来作为调度任务的实现

    它主要包含了3个成员变量time(任务将要被执行的具体时间)sequenceNumber(任务的序号)period(任务执行的间隔周期)

  • 使用DelayQueue作为任务队列

    DelayQueue封装了了一个PriorityQueue,会对对队列中的ScheduledFutureTask进行排序,排序的优先级time>sequenceNumber。

ScheduledThreadPoolExecutor的任务执行主要分为4步:

  1. 线程池里的线程1DelayQueue中获取已到期的ScheduledFutureTask(DelayQueue.take())
  2. 线程1执行这个ScheduledFutureTask
  3. 线程1修改ScheduledFutureTasktime变量为下次将要被执行的时间。
  4. 线程1把这个修改time之后的ScheduledFutureTask放回DelayQueue中(DelayQueue.add())

Excutors自述:这,这……工具类出的问题不叫bug。虽然我偷懒不干活,还可能会OOM,但我还是一个好工具类,呜呜……

作者:是啊,其实Excutors有什么错呢?它只是一个没得感情的工具类,有错的只是不恰当地用它的人。所以,知其然且知其所以然,搞懂原理,灵活应用。我们应该像一个士兵一样,不只是会扣动扳机,还会拆解保养枪械。

我是三分恶,一个号称能文能武的全栈开发。

点赞关注不迷路,咱们下期见!


参考:

[1]. 《Java并发编程的艺术》

[2]. 讲真 这次绝对让你轻松学习线程池

[3]. 小傅哥 《Java面经手册》

[4]. 《Java并发编程之美》

[5]. 阿里巴巴《Java开发手册》

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