线程池为线程生命周期的开销和资源不足问题提供了解决方 案。通过对多个任务重用线程,线程创建的开销被分摊到了多个任务上。

线程实现方式

Thread、Runnable、Callable

  1. //实现Runnable接口的类将被Thread执行,表示一个基本任务
  2. public interface Runnable {
  3. //run方法就是它所有内容,就是实际执行的任务
  4. public abstract void run();
  5. }
  1. //Callable同样是任务,与Runnable接口的区别在于它接口泛型,同时它执行任务候带有返回值;
  2. //Callable的使用通过外层封装成Future来使用
  3. public interface Callable<V> {
  4. //相对于run方法,call方法带有返回值
  5. V call() throws Exception;
  6. }

注意:启动Thread线程只能用start(JNI方法)来启动,start方法通知虚拟机,虚拟机通过调用器映射到底层操作系统,通过操作系统来创建线程来执行当前任务的run方法

Executor框架

Executor接口是线程池框架中最基础的部分,定义了一个用于执行Runnable的execute方法。

从图中可以看出Exectuor下有一个重要的子接口ExecutorService,其中定义了线程池的具体行为:

  • execute(Runnable runnable):执行Runnable类型的任务
  • submit(task):用来提交Callable或者Runnable任务,并返回代表此任务的Future对象
  • shutdown():在完成已经提交的任务后封闭办事,不在接管新的任务
  • shutdownNow():停止所有正在履行的任务并封闭办事
  • isTerminated():是一个钩子函数,测试是否所有任务都履行完毕了
  • isShutdown():是一个钩子函数,测试是否该ExecutorService是否被关闭

ExecutorService中的重点属性:

  1. private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
  2. private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
  3. private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;

ctl:对线程池的运行状态和线程池中有效线程的数量进行控制的一个字段,它包含两部分信息:线程池的运行状态(runState)和线程池内有效线程的数量(workerCount)。

这里可以看到,使用Integer类型来保存,高3位保存runState,低29位保存workerCount。COUNT_BITS 就是29,CAPACITY 就是1左移29位减1(29个1),这个常量表示workerCount的上限值,大约是5亿。

ctl相关方法:

  1. //获取运行状态
  2. private static int runStateOf(int c) { return c & ~CAPACITY; }
  3. //获取活动线程数
  4. private static int workerCountOf(int c) { return c & CAPACITY; }
  5. //获取运行状态和活动线程数的值
  6. private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }

线程池的状态:

  1. RUNNING = ­1 << COUNT_BITS; //高3位为111
  2. SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS; //高3位为000
  3. STOP = 1 << COUNT_BITS; //高3位为001
  4. TIDYING = 2 << COUNT_BITS; //高3位为010
  5. TERMINATED = 3 << COUNT_BITS; //高3位为011

1、RUNNING

  • 状态说明:线程池处于RUNNING状态,能够接收新任务,以及对已添加的任务进行处理。
  • 状态切换:线程池的初始化状态是RUNNING。换句话说,线程池一旦被创建,就处于RUNNING状态,并且线程池中的任务数为0。

2、SHUTDOWN

  • 状态说明:线程池处于SHUTDOWN状态,不接收新任务,能够处理已经添加的任务。
  • 状态切换:调用shutdown()方法时,线程池由RUNNING -> SHUTDOWN。

3、STOP

  • 状态说明:线程池处于STOP状态,不接收新任务,不处理已提交的任务,并且会中断正在处理的任务。
  • 状态切换:调用线程池中的shutdownNow()方法时,线程池由(RUNNING or SHUTDOWN) -> STOP。

4、TIDYING

  • 状态说明:当所有的任务已经停止,ctl记录“任务数量”为0,线程池会变为TIDYING状态。当线程池处于TIDYING状态时,会执行钩子函数 terminated()。 terminated()在ThreadPoolExecutor类中是空, 的,若用户想在线程池变为TIDYING时,进行相应处理,可以通过重载 terminated()函数来实现。
  • 状态切换:当线程池在SHUTDOWN状态下,阻塞队列为空并且线程池中执行任务也为空时,就会由SHUTDOWN -> TIDYING。当线程池在STOP状态下,线程池中执行的任务为空时,就会由STOP-> TIDYING。

5、TERMINATED

  • 状态说明:线程池线程池彻底停止,线程池处于TERMINATED状态,
  • 状态切换:线程池处于TIDYING状态时,执行完terminated()之后, 就会由TIDYING->TERMINATED。

线程池使用

RunTask类:

  1. public class RunTask implements Runnable {
  2. public void run() {
  3. System.out.println("Thread name:"+Thread.currentThread().getName());
  4. }
  5. }

ExecutorSample类:

  1. public class ExecutorSample {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
  4. for (int i=0;i<20;i++){
  5. //提交任务无返回值
  6. executor.execute(new RunTask());
  7. //任务执行完成后有返回值
  8. Future<Object> future = executor.submit(new RunTask());
  9. }
  10. }
  11. }

线程池的具体使用:

  • ThreadPoolExecutor 默认线程池
  • ScheduledThreadPoolExecutor 定时线程池

ThreadPoolExecutor

线程池的创建:

  1. public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
  2. int maximumPoolSize,
  3. long keepAliveTime,
  4. TimeUnit unit,
  5. BlockingQueue<Runnable> workQueue,
  6. ThreadFactory threadFactory,
  7. RejectedExecutionHandler handler) {
  8. this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
  9. threadFactory, defaultHandler);
  10. }
  • corePoolSize:线程池中的核心线程数。当提交一个任务时,线程池创建一个新线程执行任务,直到当前线程数等于corePoolSize;如果当前线程数为corePoolSize,继续提交的任务被保存到阻塞队列中,等待被执行;如果执行了线程池的prestartAllCoreThreads()方法,线程池会提前创建并启动所有核心线程。
  • maximumPoolSize:线程池中允许的最大线程数。如果当前阻塞队列满了,且继续提交任务,则创建新的线程执行任务,前提是当前线程数小于maximumPoolSize。
  • keepAliveTime:线程池维护线程所允许的空闲时间。当线程池中的线程数量大于corePoolSize时候,如果这时候没有新的任务提交,核心线程外的线程不会立即被销毁,而是会等待,直到等待的时间超过了keepAliveTime

    unit:keepAliveTime的单位时间
  • workQueue:用于保存等待被执行的任务的阻塞队列,且任务必须实现Runnable接口,在JDK中提供了如下阻塞队列:

    ArrayBlockingQueue:基于数组结构的有界阻塞队列,按FIFO排序任务。

    LinkedBlockingQueue:基于链表结构的阻塞队列,按FIFO排序任务,吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。

    SynchronousQueue:一个不存储元素的阻塞队列,每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作,否则插入操作一直处于阻塞状态,吞吐量通常高于LinkedBlockingQueue。
  • PriorityBlockingQueue:具有优先级的无界阻塞队列。
  • threadFactory:ThreadFactory 类型的变量,用来创建新线程。默认使用ThreadFactory.defaultThreadFactory来创建线程, 会使新创建线程具有相同的NORM_PRIORITY优先级并且都是非守护线程,同时也设置了线程名称。
  • handler:线程池的饱和策略。当阻塞队列满了,且没有空闲的工作队列,如果继续提交任务,必须采用一种策略处理该任务.

线程池的监控:

  1. public long getTaskCount() //线程池已执行与未执行的任务总数
  2. public long getCompletedTaskCount() //已完成的任务数
  3. public int getPoolSize() //线程池当前的线程数
  4. public int getActiveCount() //线程池中正在执行任务的线程数量

线程池的原理

  • 如果当前运行的线程少于corePoolSize,则创建新线程来执行任务(注意这一个步骤需要获取全局锁)。
  • 如果运行的线程等于或多于corePoolSize,则将任务加入BlockingQueue。
  • 如果无法将任务加入BlockingQueue(队列已满),则创建新的线程来处理任务(注意这一个步骤需要获取全局锁)。
  • 如果创建的新线程将使当前运行的线程超出maximumPoolSize,任务将被执行饱和策略。

    ThreadPoolExecutor 采用上述的设计思路,是为执行execute()方法时,尽可能避免获取全局锁(一个严重的可伸缩瓶颈)。在ThreadPoolExecutor完成预热之后,几乎所有的execute()方法调用都是在执行步骤2,而步骤2不需要获取全局锁。

还没关注我的公众号?

  • 扫文末二维码关注公众号【小强的进阶之路】可领取如下:
  • 学习资料: 1T视频教程:涵盖Javaweb前后端教学视频、机器学习/人工智能教学视频、Linux系统教程视频、雅思考试视频教程;
  • 100多本书:包含C/C++、Java、Python三门编程语言的经典必看图书、LeetCode题解大全;
  • 软件工具:几乎包括你在编程道路上的可能会用到的大部分软件;
  • 项目源码:20个JavaWeb项目源码。

Executor线程池只看这一篇就够了的更多相关文章

  1. windows server 2019 域控批量新增不用,只看这一篇就够了,别的不用看

    windows server 2019 域控批量新增不用,只看这一篇就够了,别的不用看 1. 新建excel表格 A B C D E 姓 名 全名 登录名 密码 李 四 李四 李四 test123!@ ...

  2. 面试阿里,字节跳动99%会被问到的java线程和线程池,看完这篇你就懂了!

    前言: 最近也是在后台收到很多小伙伴私信问我线程和线程池这一块的问题,说自己在面试的时候老是被问到这一块的问题,被问的很头疼.前几天看到后帮几个小伙伴解决了问题,但是问的人有点多我一个个回答也回答不过 ...

  3. Executor线程池

    Executor线程池框架: 使用线程池的优点: 1.重用存在的线程 2.减少对象创建.消亡的开销 3.性能佳 4.可有效控制最大并发线程数,提高系统资源的使用率 5.避免过多资源竞争,避免堵塞 6. ...

  4. Executor线程池框架

    Executor线程池框架 new Thread()的缺点 每次new Thread()耗费性能 调用new Thread()创建的线程缺乏管理,被称为野线程,而且可以无限制创建,之间相互竞争,会导致 ...

  5. 三、VIP课程:并发编程专题->01-并发编程之Executor线程池详解

    01-并发编程之Executor线程池详解 线程:什么是线程&多线程 线程:线程是进程的一个实体,是 CPU 调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系 ...

  6. 基础线程机制--Executor线程池框架

    基础线程机制 Executor线程池框架 1.引入Executor的原因 (1)new Thread()的缺点 ​  每次new Thread()耗费性能 ​  调用new Thread()创建的线程 ...

  7. Java中的多线程=你只要看这一篇就够了

    如果对什么是线程.什么是进程仍存有疑惑,请先Google之,因为这两个概念不在本文的范围之内. 用多线程只有一个目的,那就是更好的利用cpu的资源,因为所有的多线程代码都可以用单线程来实现.说这个话其 ...

  8. JVM内存模型你只要看这一篇就够了

    JVM内存模型你只要看这一篇就够了 我是一只孤傲的鱼鹰 让我们不厌其烦的从内存模型开始说起:作为一般人需要了解到的,JVM的内存区域可以被分为:线程栈,堆,静态方法区(实际上还有更多功能的区域,并且这 ...

  9. [转帖]nginx学习,看这一篇就够了:下载、安装。使用:正向代理、反向代理、负载均衡。常用命令和配置文件

    nginx学习,看这一篇就够了:下载.安装.使用:正向代理.反向代理.负载均衡.常用命令和配置文件 2019-10-09 15:53:47 冯insist 阅读数 7285 文章标签: nginx学习 ...

随机推荐

  1. 20131207-ADO.NET-第十六天

    [1]快捷键 工具箱:ctrl+w+x 首字母定位控件范围 属性:F4 或ctrl+w+p Tab跳转 ,home 与end也有效 [2]连接字符串 string str = "Data S ...

  2. WinForm控件之【ComboBox】

    基本介绍 下拉文本框应用较为广泛,在winfrom控件当中使用设置也是相对的简单,主要用于存在多种选择的单选操作场景. 常设置属性.事件 DataSource:绑定加载项的数据源,设置属性Displa ...

  3. 使用gulp构建微信小程序工作流

    前言 刚入门微信小程序的时候,一切都基于微信web开发者工具,没有使用其他框架,也没有工程化的概念.当时做的项目都比较简单,单单用微信web开发者工具倒也得心应手.学了些东西后,就按捺不住地想跳出原生 ...

  4. MyBatis 使用枚举或其他对象

    From<Mybatis从入门到精通> 1.笔记: <!-- 6.3 使用枚举或者其他对象 6.3.1 使用MyBatis提供的枚举处理器 不懂: 因为枚举除了本身的字面值外,还可以 ...

  5. 【分治】黑白棋子的移动-C++

    题目描述 有2n个棋子(n≥4)排成一行,开始为位置白子全部在左边,黑子全部在右边,如下图为n=5的情况: ○○○○○●●●●● 移动棋子的规则是:每次必须同时移动相邻的两个棋子,颜色不限,可以左移也 ...

  6. ASP.NET--Web服务器端控件和Html控件

    今天学习总结了一些相关概念和知识. 之前无论是做 单机的winform 还是 CS的winform 感觉,不到两年下来感觉还可以,虽然API有很多,但是还是比较熟悉基于WINDOWS消息机制的编程,但 ...

  7. Python 为什么要继承 object 类?

    自己搬运自己在知乎上的回答,感觉破乎吃枣药丸,哪天挂了这里就是个备份. 链接:https://www.zhihu.com/question/19754936/answer/229327803 2017 ...

  8. 嵌入式Linux开发环境搭建,问题ping、nfs的解决

    一. 嵌入式软件层次 1) Bootloader->引导加载程序 整个嵌入式系统的加载启动任务完全交给Bootloader完成,它的主要任务是将内核映象从硬盘读到RAM中,然后跳转到内核入口启动 ...

  9. CentOS 7.3 配置静态ip

    镜像:CentOS-7-x86_64-DVD-1511.iso 1.修改.查看虚拟机的网段 1.1.查看虚拟机网段 编辑-> 虚拟机网络编辑器,修改的需要管理员权限 选择NAT模式 点击 NAT ...

  10. 查询表格——建立动态表格,使用ajax输入查询条件将后台数据查询出来以表格的形式展示出来

    建立动态表格,使用ajax将前台查询条件传给后台,并将查询结果以表格的形式展示出来. 页面的展示效果如下图所示: 第一步:查询条件的部分: 代码如下: <div class="text ...