浅谈Java ThreadPoolExecutor的使用

浅谈Java ThreadPoolExecutor的使用

一、前言

线程池主要由以下4个核心组件组成。

线程池管理器：用于创建并管理线程池

工作线程：线程池中执行具体任务的线程

任务接口：用于定义工作线程的调度和执行策略，只有线程实现了该接口，线程中的任务才能被线程池调度

任务队列：放待处理的任务，新的任务将会不断被加入队列中，执行完成的任务将从队列中移除

二、ThreadPoolExecutor

如下是线程池的构造方法

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,

int maximumPoolSize,

long keepAliveTime,

TimeUnit unit,

BlockingQueue workQueue,

ThreadFactory threadFactory,

RejectedExecutionHandler handler) {

if (corePoolSize < 0 ||

maximumPoolSize <= 0 ||

maximumPoolSize < corePoolSize ||

keepAliveTime < 0)

throw new IllegalArgumentException();

if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)

throw new NullPointerException();

this.acc = System.getSecurityManager() == null ?

null :

AccessController.getContext();

this.corePoolSize = corePoolSize;

this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;

this.workQueue = workQueue;

this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);

this.threadFactory = threadFactory;

this.handler = handler;

}

其中具体参数含义为：

1.corePoolSize：线程池中核心线程的数量

2.maximumPoolSize：线程池中最大线程的数量

3.keepAliveTime：当线程数量超过corePoolSize时，空闲线程的存活时间

4.unit：keepAliveTime的时间单位

5.workQueue：任务队列，被提交但尚未被执行的任务存放的地方

6.threadFactory：线程工厂，用于创建线程，可使用默认的线程工厂或自定义线程工厂

7.handler：由于任务过多或其他原因导致线程池无法处理时的任务拒绝策略

三、构造函数参数解析

编写测试类如下：

public class ThreadPoolSerialTest {

public static void main(String[] args) {

//核心线程数

int corePoolSize = 2;

//最大线程数

int maximumPoolSize = 4;

//超过corePoolSize线程数量的线程最大空闲时间

long keepAliveTime = 2;

//以秒为时间单位

TimeUnit unit = TimeUnit.SECONDS;

//创建工作队列，用于存放提交的等待执行任务

BlockingQueue workQueue = new ArrayBlockingQueue<>(2);

ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = null;

try {

// 1.创建线程池

threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize,

maximumPoolSize,

keepAliveTime,

unit,

workQueue,

new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

// 2.循环提交任务

for (int i = 0; i < 6; i++) {

//提交任务的索引

final int index = (i+1);

threadPoolExecutor.submit(()->{

//线程打印输出

System.out.println("大家好，我是线程："+index);

try {

//模拟线程执行时间，10s

Thread.sleep(10000);

System.out.println("线程："+index+"运行完毕");

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

});

//每个任务提交后休眠500ms再提交下一个任务，用于保证提交顺序

Thread.sleep(500);

}

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

} finally {

// 3.关闭线程池

threadPoolExecutor.shutdown();

}

}

}

其中循环了6次，让线程池执行了6次任务，恰好满足maximumPoolSize+workQueue容量=并发执行任务数。输出结果如下：

大家好，我是线程：1

大家好，我是线程：2

大家好，我是线程：5

大家好，我是线程：6

线程：1运行完毕

大家好，我是线程：3

线程：2运行完毕

大家好，我是线程：4

线程：5运行完毕

线程：6运行完毕

线程：3运行完毕

线程：4运行完毕

这段输出看似没有规律，其实这里输出完全是由线程池控制的；下面就来分行解析输出：

大家好，我是http://线程：1

大家好，我是线程：2

大家好，我是线程：5

大家好，我是线程：6

1.全新线程池被创建后，有Runnable或CallBack接口的实现被提交给线程池执行；线程池的corePoolSize=2，此时前两个任务提交后就立即执行，便输出了线程1 线程2；

2.此时仍继续向线程池提交任务，线程池中workQueue容量=2，被加入的任务存放到任务队列中，即把线程3 线程4存放到了任务队列中；

3.任务队列充满后，仍继续向线程池提交任务，线程池的maximumPoolSize=4，除开核心线程数2个外还允许创建4-2个线程来执行任务，便输出了线程5 线程6

线程：1运行完毕

大家好，我是http://线程：3

线程：2运行完毕

大家好，我是线程：4

1.线程：1运行完毕：表示第一个线程任务执行完毕了

2.大家好，我是线程：3：线程1运行完毕后，此时线程池中有一个空闲的线程，第一个进入任务队列中的任务第一个交给线程处理

3.线程：2运行完毕 大家好，我是线程：4 ：和上面线程执行完毕，任务对列中任务执行一致

线程：5运行完毕

线程：6运行完毕

线程：3运行完毕

线程：4运行完毕

因为每一个任务的执行时间控制的是一样的，此时输出的内容便是先被线程池执行的任务先执行完毕。

四、总结

线程池刚被创建时，只是向系统申请一个用于执行线程队列和管理线程池的资源。在调用execute()添加一个任务时，线程池会按照以下流程执行任务：

正在运行的线程数量a:a

任务队列workQueue已充满且正在运行的线程数a:a

任务队列workQueue已充满且正在运行的线程数a:a=maximumPoolSize，线程池拒绝执行该任务并抛出RejectExecutionException异常

任务队列workQueue已充满且正在运行的线程数a:a

任务队列workQueue已充满且正在运行的线程数a:a=maximumPoolSize，线程池拒绝执行该任务并抛出RejectExecutionException异常

任务队列workQueue已充满且正在运行的线程数a:a=maximumPoolSize，线程池拒绝执行该任务并抛出RejectExecutionException异常

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