一 Executor框架

为了更好地控制多线程,JDK提供了一套线程框架Executor,帮助开发人员有效的进行线程控制。它们都在java.util.concurrent包中,是JDK并发包的核心。其中有一个比较重要的类:Executors,它扮演着线程工厂的角色,我们通过Executors可以创建特定功能的线程池。

Executors创建线程池方法:

  1. newFixedThreadPool():该方法返回一个固定数量的线程池,该方法的线程数始终不变,当有一个在任务提交时,若线程池中空闲,则立即执行,若没有,则会被暂缓在一个任务队列中等待有空闲的线程去执行
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
  1. newSingleThreadExecutor():创建数量为一个线程的线程池,若空闲则执行,若没有空闲线程则暂缓在任务队列中
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
  1. newCacheThreadPool():返回一个可根据实际情况调整线程个数的线程池,不限制最大线程数量,若有任务则创建线程去执行,若无任务则不继续创建线程,并且每一个空闲线程会在60秒后自动回收
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
  1. newScheduledThreadPool():返回一个ScheduleExecutorService对象,但该线程池可以指定线程的数量。
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}

使用例子:

class Temp extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("run...");
}
} public class ScheduledJob { public static void main(String[] args) {
Temp command = new Temp();
ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(command, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
//1秒后执行线程,之后每隔3秒轮询
}
}

运行结果:

run...

run...

run...

run...

run...

run...

run...

...

1.1 自定义线程池

若Executors工厂类无法满足我们的需求,可以自己去创建自定义的线程池。其实Executors工厂类里面的创建线程方法其内部实现均是用了ThreadPoolExecutor这个类,这个类可以自定义线程,构造方法如下:

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,    //表示当前创建的核心线程数
int maximumPoolSize, //表示最大线程数
long keepAliveTime, //线程池空闲时存活时间
TimeUnit unit, //指定时间单位
BlockingQueue<Runnable> workQueue, //缓存队列
ThreadFactory threadFactory, //
RejectedExecutionHandler handler) { //拒绝执行的方法 ... ... }

这个构造方法对于队列是什么类型的比较关键:

  1. 使用有界任务队列时:若有新的任务需要执行,如果线程池实际线程数小于corePoolSize,则优先创建线程;若大于corePoolSize,则会将任务加入队列,若队列已满,则在总线程数不大于maximumPoolSize的前提下,创建新的线程,若线程数大于maximumPoolSize,则执行拒绝策略。或其他自定义方式
public class UserThreadPoolExecutor {

	public static void main(String[] args) {
/**
* 使用有界任务队列时:若有新的任务需要执行,如果线程池实际线程数小于corePoolSize,则优先创建线程;
* 若大于corePoolSize,则会将任务加入队列,
* 若队列已满,则在总线程数不大于maximumPoolSize的前提下,创建新的线程,
* 若线程数大于maximumPoolSize,则执行拒绝策略。
*/
ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
1, //coreSize
2, //maxSize
60, //无效时间
TimeUnit.SECONDS, //单位
new ArrayBlockingQueue<Runnable >(3) //有界队列
);
pool.execute(new MyTask(1, "任务1"));
pool.execute(new MyTask(2, "任务2"));
pool.execute(new MyTask(3, "任务3"));
pool.execute(new MyTask(4, "任务4"));
pool.execute(new MyTask(5, "任务5"));
pool.execute(new MyTask(6, "任务6"));
pool.shutdown();
} }

运行结果:

run taskId = 1

run taskId = 5

Exception in thread "main"

java.util.concurrent.RejectedExecutionException: Task Thread[Thread-5,5,main] rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@70dea4e[Running, pool size = 2, active threads = 2, queued tasks = 3, completed tasks = 0]

at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy.rejectedExecution(ThreadPoolExecutor.java:2047)

at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(ThreadPoolExecutor.java:823)

at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1369)

at Executor.UserThreadPoolExecutor.main(UserThreadPoolExecutor.java:28)

run taskId = 2

run taskId = 3

run taskId = 4

分析:

任务数大于coreSize(目前为1),则有任务加入队列,又队列(队列容量为3)已满,则创建一个线程(目前coreSize为2),由于maxSize为2,所有最多只能再创建一个线程到线程池(目前coreSize+queue=5小于任务数6),无法再创建线程,执行拒绝策略

  1. 使用无界任务队列时:LinkedBlockingQueue。与有界队列相比,除非系统资源耗尽,否则无界的任务队列不存在入队失败的情况。当有新任务到来,系统线程数小于corePoolSize时,则新建线程执行任务。当达到corePoolSize后,就不会继续增加。若后续仍有新的任务加入,而又没有空闲的线程资源,则任务直接进入队列等待。若任务创建和处理的速度差异很大,无界队列会保持快速增长,知道耗尽系统内存。
public class UserThreadPoolExecutor2 implements Runnable{

	/**
* 当有新任务到来,系统线程数小于corePoolSize时,则新建线程执行任务,
* 当达到corePoolSize后,就不会继续增加,
* 若后续仍有新的任务加入,而又没有空闲的线程资源,则任务直接进入队列等待。
* 若任务创建和处理的速度差异很大,无界队列会保持快速增长,知道耗尽系统内存
*/
private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<>();
ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
5,
10,
120L, //2分钟
TimeUnit.SECONDS,
queue
);
for (int i = 0; i < 20; i++) {
pool.execute(new UserThreadPoolExecutor2());
}
Thread.sleep(1000);
System.out.println("queue size : " + queue.size());
Thread.sleep(2000);
//pool.shutdown();
} @Override
public void run() {
try {
int num = count.incrementAndGet();
System.out.println("任务" + num);
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}

运行结果:

任务2

任务4

任务1

任务3

任务5

queue size : 15

任务6

任务8

任务7

任务9

任务10

任务11

任务12

任务13

任务14

任务15

任务16

任务18

任务19

任务17

任务20

JDK拒绝策略:

  1. AbortPolicy:直接抛出异常,系统正常工作
  2. CallerRunsPolicy:只要线程池未关闭,该策略直接在调用者线程中,运行当前被丢弃的任务
  3. DiscardOldestPolicy:丢弃最老的一个请求,尝试再次提交当前任务
  4. DiscardPolicy:丢弃无法处理的任务,不给于任何处理

如果需要自定义拒绝策略,可以实现RejectedExecutionHandle接口:

public class MyReject implements RejectedExecutionHandler{

	@Override
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
System.out.println("自定义处理...");
System.out.println("当前被拒绝任务为:" + r.toString());
//记录日志,等待其他时间处理
}
} public class UserThreadPoolExecutor1 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
/**
* 使用有界任务队列时:若有新的任务需要执行,如果线程池实际线程数小于corePoolSize,则优先创建线程;
* 若大于corePoolSize,则会将任务加入队列,
* 若队列已满,则在总线程数不大于maximumPoolSize的前提下,创建新的线程,
* 若线程数大于maximumPoolSize,则执行拒绝策略。
*/ ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
1, //coreSize
2, //maxSize
60, //无效时间
TimeUnit.SECONDS, //单位
new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3), //有界队列
new MyReject()
);
pool.execute(new MyTask(1, "任务1"));
pool.execute(new MyTask(2, "任务2"));
pool.execute(new MyTask(3, "任务3"));
pool.execute(new MyTask(4, "任务4"));
pool.execute(new MyTask(5, "任务5"));
pool.execute(new MyTask(6, "任务6")); pool.shutdown();
} }

运行结果:

自定义处理...

当前被拒绝任务为:Thread[Thread-5,5,main]

run taskId = 5

run taskId = 1

run taskId = 2

run taskId = 3

run taskId = 4

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