1、 Semaphore 信号量  (阻塞)

优点:可以控制线程的数量,不会超出线程范围

缺点:当线程死锁时,永远没法释放,导致一直阻塞

在java中,提供了信号量Semaphore的支持。

Semaphore类是一个计数信号量,必须由获取它的线程释放, 
通常用于限制可以访问某些资源(物理或逻辑的)线程数目。

一个信号量有且仅有3种操作,且它们全部是原子的:初始化、增加和减少 
增加可以为一个进程解除阻塞; 
减少可以让一个进程进入阻塞。

如何获得Semaphore对象? 
    public Semaphore(int permits,boolean fair) 
    permits:初始化可用的许可数目。 
    fair: 若该信号量保证在征用时按FIFO 先进先出的顺序授予许可,则为true,否则为false; 
    
如何从信号量获得许可? 
    public void acquire() throws InterruptedException

如何释放一个许可,并返回信号量? 
    public void release()

使用方法:

private static final Semaphore coImpInfoMutex = new Semaphore(5);   // 定义五个信号量   

    try {
logger.info("wait for permit");
coImpInfoMutex.acquire();      // 获取信号new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
// doing ....
} finally {
coImpInfoMutex.release();  // 必须释放讯号
}
}
}).start();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

2、ThreadPoolExecutor的使用 

1.使用线程池的好处?

第一:降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。

第二:提高响应速度。当任务到达时,任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。

第三:提高线程的可管理性。线程是稀缺资源,如果无限制的创建,不仅会消耗系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线程池可以进行统一的分配,调优和监控。

2.ThreadPoolExecutor的使用

A.线程池的创建

我们可以通过java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor来创建一个线程池。

new  ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, milliseconds,runnableTaskQueue, handler);

创建线程池需要的参数介绍:

  • corePoolSize(线程池的基本大小):当提交一个任务到线程池时,线程池会创建一个线程来执行任务,即使其他空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程,等到需要执行的任务数大于线程池基本大小时就不再创建。如果调用了线程池的prestartAllCoreThreads方法,线程池会提前创建并启动所有基本线程。

  • runnableTaskQueue(任务队列):用于保存等待执行的任务的阻塞队列。 可以选择以下几个阻塞队列。

    • ArrayBlockingQueue:是一个基于数组结构的有界阻塞队列,此队列按 FIFO(先进先出)原则对元素进行排序。
    • LinkedBlockingQueue:一个基于链表结构的阻塞队列,此队列按FIFO (先进先出) 排序元素,吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool()使用了这个队列。
    • 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,吞吐量通常要高于LinkedBlockingQueue,静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。
    • PriorityBlockingQueue:一个具有优先级的无限阻塞队列。
  • maximumPoolSize(线程池最大大小):线程池允许创建的最大线程数。如果队列满了,并且已创建的线程数小于最大线程数,则线程池会再创建新的线程执行任务。值得注意的是如果使用了无界的任务队列这个参数就没什么效果。

  • ThreadFactory:用于设置创建线程的工厂,可以通过线程工厂给每个创建出来的线程设置更有意义的名字。

  • RejectedExecutionHandler(饱和策略):当队列和线程池都满了,说明线程池处于饱和状态,那么必须采取一种策略处理提交的新任务。这个策略默认情况下是AbortPolicy,表示无法处理新任务时抛出异常。以下是JDK1.5提供的四种策略。

    • AbortPolicy:直接抛出异常。
    • CallerRunsPolicy:只用调用者所在线程来运行任务。
    • DiscardOldestPolicy:丢弃队列里最近的一个任务,并执行当前任务。
    • DiscardPolicy:不处理,丢弃掉。
    • 当然也可以根据应用场景需要来实现RejectedExecutionHandler接口自定义策略。如记录日志或持久化不能处理的任务。
  • keepAliveTime(线程活动保持时间):线程池的工作线程空闲后,保持存活的时间。所以如果任务很多,并且每个任务执行的时间比较短,可以调大这个时间,提高线程的利用率。

  • TimeUnit(线程活动保持时间的单位):可选的单位有天(DAYS),小时(HOURS),分钟(MINUTES),毫秒(MILLISECONDS),微秒(MICROSECONDS, 千分之一毫秒)和毫微秒(NANOSECONDS, 千分之一微秒)。

B.向线程池提交任务

  提交任务有execute()和submit()两个方法,下面看看他俩的区别:

  ①接收参数不同

  execute()的参数是Runnable,submit()参数可以是Runnable,也可以是Cable。

  ②返回值不同

  execute()没有返回值,submit()有返回值Future。通过Future可以获取各个线程的完成情况,是否有异常,还能试图取消任务的执行。详见》》》》》》》》

  execute()很好理解,下面看个使用submit()获取返回值的例子,假设我有很多更新各种数据的task,我希望如果其中一个task失败,其它的task就不需要执行了。那我就需要catch Future.get抛出的异常,然后终止其它task的执行,代码如下:

public class ThreadPoolTest implements Runnable {
public void run() {
try{
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
Thread.sleep(3000);
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
} public static void main(String[] args) {
BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>();
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 6, 1, TimeUnit.DAYS, queue);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
executor.execute(new Thread(new ThreadPoolTest(), "TestThread".concat(""+i)));
int threadSize = queue.size();
System.out.println("线程队列大小为-->"+threadSize);
}
executor.shutdown();
}
}

c.线程池的关闭

我们可以通过调用线程池的shutdown或shutdownNow方法来关闭线程池,它们的区别详见 http://www.cnblogs.com/shamo89/p/6703563.html

可以简单的总结为shutdown()是正常结束线程池,已经添加进去正在执行的线程正常执行,没添加的线程不会再添加。shutdownNow()则是强制中断线程池里的线程,但是因为是通过interuppt()来执行的,所以会有局限性,另外该方法会返回未执行的任务。

所以通常调shutdown来正常关闭线程池,如果任务不一定要执行完,则可以调用shutdownNow。

23. 线程池的分析

A.流程分析:线程池的主要工作流程如下图:

从上图我们可以看出,当提交一个新任务到线程池时,线程池的处理流程如下:

  1. 首先线程池判断基本线程池是否已满?没满,创建一个工作线程来执行任务。满了,则进入下个流程。
  2. 其次线程池判断工作队列是否已满?没满,则将新提交的任务存储在工作队列里。满了,则进入下个流程。
  3. 最后线程池判断整个线程池是否已满?没满,则创建一个新的工作线程来执行任务,满了,则交给饱和策略来处理这个任务。

B.源码分析

上面的流程分析让我们很直观的了解了线程池的工作原理,让我们再通过源代码来看看是如何实现的。线程池执行任务的方法如下:

 1 public void execute(Runnable command) {
2 if (command == null)
3 throw new NullPointerException();
4 //如果线程数小于基本线程数,则创建线程并执行当前任务
5 if (poolSize >= corePoolSize || !addIfUnderCorePoolSize(command)) {
6 //如线程数大于等于基本线程数或线程创建失败,则将当前任务放到工作队列中。
7 if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) {
8 if (runState != RUNNING || poolSize == 0)
9 ensureQueuedTaskHandled(command);
10 }
11 //如果线程池不处于运行中或任务无法放入队列,并且当前线程数量小于最大允许的线程数量,
12 // 则创建一个线程执行任务。
13 else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))
14 //抛出RejectedExecutionException异常
15 reject(command); // is shutdown or saturated
16 }
17 }

 

2.4. 合理的配置线程池

要想合理的配置线程池,就必须首先分析任务特性,可以从以下几个角度来进行分析:

  1. 任务的性质:CPU密集型任务,IO密集型任务和混合型任务。
  2. 任务的优先级:高,中和低。
  3. 任务的执行时间:长,中和短。
  4. 任务的依赖性:是否依赖其他系统资源,如数据库连接。

任务性质不同的任务可以用不同规模的线程池分开处理。

CPU密集型任务配置尽可能小的线程,如配置Ncpu+1个线程的线程池。

IO密集型任务则由于线程并不是一直在执行任务,则配置尽可能多的线程,如2*Ncpu。

混合型的任务,如果可以拆分,则将其拆分成一个CPU密集型任务和一个IO密集型任务,只要这两个任务执行的时间相差不是太大,那么分解后执行的吞吐率要高于串行执行的吞吐率,如果这两个任务执行时间相差太大,则没必要进行分解。

我们可以通过Runtime.getRuntime().availableProcessors()方法获得当前设备的CPU个数。

优先级不同的任务可以使用优先级队列PriorityBlockingQueue来处理。它可以让优先级高的任务先得到执行,需要注意的是如果一直有优先级高的任务提交到队列里,那么优先级低的任务可能永远不能执行。

执行时间不同的任务可以交给不同规模的线程池来处理,或者也可以使用优先级队列,让执行时间短的任务先执行。

依赖数据库连接池的任务,因为线程提交SQL后需要等待数据库返回结果,如果等待的时间越长CPU空闲时间就越长,那么线程数应该设置越大,这样才能更好的利用CPU。

建议使用有界队列,有界队列能增加系统的稳定性和预警能力,可以根据需要设大一点,比如几千。

有一次我们组使用的后台任务线程池的队列和线程池全满了,不断的抛出抛弃任务的异常,通过排查发现是数据库出现了问题,导致执行SQL变得非常缓慢,因为后台任务线程池里的任务全是需要向数据库查询和插入数据的,所以导致线程池里的工作线程全部阻塞住,

任务积压在线程池里。

如果当时我们设置成无界队列,线程池的队列就会越来越多,有可能会撑满内存,导致整个系统不可用,而不只是后台任务出现问题。

当然我们的系统所有的任务是用的单独的服务器部署的,而我们使用不同规模的线程池跑不同类型的任务,但是出现这样问题时也会影响到其他任务。

2.1. 线程池的监控

通过线程池提供的参数进行监控。线程池里有一些属性在监控线程池的时候可以使用

  • taskCount:线程池需要执行的任务数量。
  • completedTaskCount:线程池在运行过程中已完成的任务数量。小于或等于taskCount。
  • largestPoolSize:线程池曾经创建过的最大线程数量。通过这个数据可以知道线程池是否满过。如等于线程池的最大大小,则表示线程池曾经满了。
  • getPoolSize:线程池的线程数量。如果线程池不销毁的话,池里的线程不会自动销毁,所以这个大小只增不+ getActiveCount:获取活动的线程数。

3、线程ThreadPoolTaskExecutor的使用

// 配合spring使用

<bean id="taskExecutor" class="org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor">
<property name="corePoolSize" value="30" />
<property name="keepAliveSeconds" value="200" />
<property name="maxPoolSize" value="50" />
</bean>

Semaphore 与ThreadPoolExecutor 的使用的更多相关文章

  1. Semaphore最详细解析

    官方解释: 一个计数信号量.在概念上,信号量维持一组许可证.如果有必要,每个acquire()都会阻塞,直到许可证可用,然后才能使用它.每个release()添加许可证,潜在地释放阻塞获取方.但是,没 ...

  2. Java Concurrent之 AbstractQueuedSynchronizer

    ReentrantLock/CountDownLatch/Semaphore/FutureTask/ThreadPoolExecutor的源码中都会包含一个静态的内部类Sync,它继承了Abstrac ...

  3. 【转】Java并发的AQS原理详解

    申明:此篇文章转载自:https://juejin.im/post/5c11d6376fb9a049e82b6253写的真的很棒,感谢老钱的分享. 打通 Java 任督二脉 —— 并发数据结构的基石 ...

  4. Java并发编程原理与实战十九:AQS 剖析

    一.引言在JDK1.5之前,一般是靠synchronized关键字来实现线程对共享变量的互斥访问.synchronized是在字节码上加指令,依赖于底层操作系统的Mutex Lock实现.而从JDK1 ...

  5. cas aqs lock之间的关系

    CAS 对应cpu的硬件指令, 是最原始的原子操作 cas主要是在AtomicInteger AtomicXXX类中使用, 用于实现线程安全的自增操作 ++. 对应一个unsafe对象, 根据os平台 ...

  6. Java 并发包中的高级同步工具

    Java 并发包中的高级同步工具 Java 中的并发包指的是 java.util.concurrent(简称 JUC)包和其子包下的类和接口,它为 Java 的并发提供了各种功能支持,比如: 提供了线 ...

  7. 源码级深挖AQS队列同步器

    我们知道,在java中提供了两类锁的实现,一种是在jvm层级上实现的synchrinized隐式锁,另一类是jdk在代码层级实现的,juc包下的Lock显示锁,而提到Lock就不得不提一下它的核心队列 ...

  8. 并发编程 13—— 线程池的使用 之 配置ThreadPoolExecutor 和 饱和策略

    Java并发编程实践 目录 并发编程 01—— ThreadLocal 并发编程 02—— ConcurrentHashMap 并发编程 03—— 阻塞队列和生产者-消费者模式 并发编程 04—— 闭 ...

  9. Java线程池之ThreadPoolExecutor

    前言 线程池可以提高程序的并发性能(当然是合适的情况下),因为对于没有线程的情况下,我们每一次提交任务都新建一个线程,这种方法存在不少缺陷: 1.  线程的创建和销毁的开销非常高,线程的创建需要时间, ...

随机推荐

  1. vue 前端框架 目录

    vue 前端框架 目录   vue-目录 ES6基础语法 vue基础语法 Vue.js的组件化思想 —上 Vue.js的组件化思想 —下 Vue + Vue-Router结合开发 SublimeSer ...

  2. input type="file"多图片上传 原生html传递的数组集合

    单个的input type="file"表单也是可以实现多图片上传的 代码如下: <form action="manypic.php" method=&q ...

  3. Quartz.Net进阶之三:SimpleTrigger详述

    以前都是将所有的内容放在一篇文章里,就会导致文章很长,对于学习的人来说,有时候这也是一个障碍.所以,以后我的写作习惯,我就会把我写的文章缩短,但是内容不会少,内容更集中.这样,学习起来也不会很累,很容 ...

  4. 查看sql 语句io执行情况

    set statistics io,time on 表 'xx'.扫描计数 1,逻辑读取 19 次,物理读取 0 次,预读 0 次,lob 逻辑读取 76 次,lob 物理读取 0 次,lob 预读 ...

  5. 三次样条插值算法C++实现

    三次样条插值算法 1 总体说明 三次样条插值算法是一种计算量和效果都比较理想的插值算法.关于三次样条插值算法的原理这里不做过多的解释,下面的代码是我在网上收集了两种C++实现版本的基础上自己整合的一个 ...

  6. 洛谷1345 [USACO5.4]奶牛的电信Telecowmunication

    原题链接 最小割点数转换成最小割边数的模板题(不过这数据好小). 每个点拆成两个点,连一条容量为\(1\)的边,原图的边容量定为\(+\infty\),然后跑最大流即可. 这里用的是\(Dinic\) ...

  7. Mad Libs游戏1

    简单的输入输出 输入代码 name1=input('请输入姓名:') name2=input('请输入一个句子:') name3=input('请输入一个地点:') name4=input('请输入一 ...

  8. ubuntu,day 2 ,退出当前用户,创建用户,查找,su,sudo,管道符,grep,alias,mount,tar解压

    本节内容: 1,文件权限的控制,chmod,chown 2,用户的增删和所属组,useradd,userdel 3,用户组的增删,groupadd,groupdel 4,su,sudo的介绍 5,别名 ...

  9. boost asio 学习(二)了解boost::bind

    2.了解boost::bind使用boost::bind封装一个函数,考虑以下例子示例2a #include <iostream> #include <boost/bind.hpp& ...

  10. M1卡知识点描述