线程池

Mr.Xmln2024年11月17日大约 5 分钟

简介

线程池本质上就是一组线程的集合，当使用线程时会从集合中取出一个线程，当时用完后，该线程会重新回到集合中

参数

Java中创建线程池：

new ThreadPoolExecutor(10, 200, 1000, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(200))

corePoolSize（核心线程数）:
这是线程池中会始终保持活动的线程数，即使它们目前是空闲的。这些线程不会因为执行完任务后处于空闲状态而被终止，除非设置了allowCoreThreadTimeOut为true。
maximumPoolSize（最大线程数）:
这是线程池能够容纳同时执行的最大线程数。当活动线程数达到这个值后，新来的任务将会被阻塞或拒绝，具体行为取决于所使用的阻塞队列和拒绝策略。
keepAliveTime（空闲线程存活时间）:
如果线程池中的线程数量超过corePoolSize，那么多余的空闲线程在等待新任务到达的最长时间。超过这个时间后，多余的空闲线程会被终止。这个参数对核心线程不生效，除非设置了allowCoreThreadTimeOut为true。
unit（空闲线程存活时间单位）:
用来指定keepAliveTime参数的时间单位，如TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）、TimeUnit.SECONDS（秒）等。
workQueue（工作队列/任务队列）:
当新任务到来时，如果线程池中的线程数量已经达到了maximumPoolSize，那么新任务会被放入这个队列中等待执行。根据不同的队列类型（如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、SynchronousQueue等），线程池的行为会有很大不同。

除了以上的五重必备的参数，还有两种可选的参数

threadFactory（线程工厂）:
用于创建新线程的工厂，可以用来设置新线程的优先级、名称、是否为守护线程等属性。
rejectedExecutionHandler（拒绝策略）:
当线程池和工作队列都满时，对于新提交的任务所采取的策略，比如AbortPolicy（抛出异常）、CallerRunsPolicy（调用者运行）、DiscardPolicy（静默丢弃）或DiscardOldestPolicy（丢弃队列中最旧的任务并尝试重新提交当前任务）

核心线程不会再创建线程池的一瞬间全部创建完成，直接常见的线程池是空的。只有当任务使用线程持的时候才会创建一个线程，直到数量等于核心线程数（哪怕之前的线程已经完成任务也不会使用之前的线程而是继续创建）。
如果想要再线程池创建的时候预创建线程可以使用以下两个方法
// 启动一个核心线程（前提是线程池中的线程数量没有达到最大核心线程数）
pool.prestartCoreThread();
// 启动所有核心线程
pool.prestartAllCoreThreads();

核心线程数

对于CPU密集型任务：CPU核心数 + 1

IO密集型任务（文件IO、网络IO）：

公式一：CPU核心数 * 2
公式二：CPU核心数 * (1 + 线程等待时间 / 线程运行时间)
- 线程等待时间：线程没有使用CPU的时间，如：阻塞IO
- 线程运行时间：线程执行完某个任务的总时间

// 获取CPU内核数量
int numberOfCores = Runtime.getRuntime().availableProcessors();

执行任务具体流程

public void execute(Runnable command) {
    // 如果传过来的任务是空的，则报空指针异常
    if (command == null)
        throw new NullPointerException();
    
    int c = ctl.get();
    // 如果还没有达到最大核心线程数则创建一个新的线程
    if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
        if (addWorker(command, true))
            return;
        c = ctl.get();
    }
    // 如果达到最大核心数，则把任务入队（最大数取决于构造函数设置）等核心线程数有空闲再执行
    if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
        int recheck = ctl.get();
        if (! isRunning(recheck) && remove(command))
            reject(command);
        else if (workerCountOf(recheck) == 0)
            addWorker(null, false);
    }
    // 如果队列满了，则创建新的临时线程（最大数取决于 最大线程数-核心线程数）
    // 临时线程再处理完自己的任务之后也会去帮忙处理队列里面的任务
    // 这种线程如果空闲时间超过一定限制则会被销毁
    else if (!addWorker(command, false))
        // 如果走到这一步就代表已经达到最大资源，走默认的拒绝策略
        reject(command);
}

五种状态

原文：
RUNNING:  Accept new tasks and process queued tasks
SHUTDOWN: Don't accept new tasks, but process queued tasks
STOP:     Don't accept new tasks, don't process queued tasks,
          and interrupt in-progress tasks
TIDYING:  All tasks have terminated, workerCount is zero,
          the thread transitioning to state TIDYING
          will run the terminated() hook method
TERMINATED: terminated() has completed

翻译：
RUNNING：接受新任务并处理排队任务
SHUTDOWN：不接受新任务，但处理排队任务
STOP：不接受新任务，不处理排队任务，中断正在进行的任务
TIDYING：所有任务都已终止，workerCount为零，线程转换到 TIDYING 状态，会运行terminate()钩子方法
TERMINATED：terminated（）已完成

通过调用以下任意方法进入状态

pool.shutdown(); // SHUTDOWN
pool.shutdownNow(); // STOP

以上任意方法执行完成之后线程池中的所有线程都会被关闭（队列不一定清空），然后进入 TIDYING 状态。当进入到 TIDYING 状态后会调用 terminate() 方法（这是一个钩子函数，可以被重写一些逻辑），然后进入 TERMINATED 状态

当执行两种方法时是先设置状态然后再依照对应的规则关闭线程，为的就是防止后续任务的提交