一篇文章带你彻底掌握线程池原理
线程池原理
线程池做的工作主要是控制运行的线程的数量,处理过程中将任务放入队列,然后在线程创建后启动这些任务,如果线程数量超过了最大数量,超出数量的线程排队等候,等其它线程执行完毕,再从队列中取出任务来执行。他的主要特点为:
- 线程复用;
- 控制最大并发数;
- 管理线程。
线程复用
每一个Thread
类都有一个start
方法,当调用start
方法启用线程时Java虚拟机会调用线程的run
方法。Thread
类的run()
方法其实就是调用了Runable
对象的run()
方法。我们可以继承重写Thread
类,在其start
方法中添加不断循环调用传递过来的Runnable
对象。这就是线程池的实现原理。循环方法中不断获取Runable
是用Queue
实现的,在获取下一个Runnable
之前可以是阻塞的。
图 1 线程池在Jdk中主要涉及的类及方法汇总
线程池的组成
一般线程池主要分为以下四个组成部分:
- 线程池管理器:用于创建并管理线程池
- 工作线程:线程池中的线程
- 任务接口:每个任务必须实现的接口,用于工作线程调度其运行
- 任务队列:用于存放待处理的任务,提供一种缓冲机制
Java 中的线程池是通过 Executor
框架实现的,该框架中用到了 Executor,Executors,ExecutorService,ThreadPoolExecutor ,Callable 和 Future、FutureTask
这几个类。
ThreadPoolExecutor
的构造方法如下:
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize,
keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(),
defaultHandler);
}
- corePoolSize:线程池中的核心线程数量
- maximumPoolSize:指定了线程池中的最大线程数量
- keepAliveTime:空闲线程存活时间,当前线程池数量超过 corePoolSize 时,多余的空闲线程允许的存活时间,空闲时间超出该参数的非核心线程将会被销毁
- unit:keepAliveTime 的单位
- workQueue:任务队列,被提交但尚未被执行的任务
- threadFactory:线程工厂,用于创建线程,一般用默认的即可
- handler:拒绝策略,当任务太多来不及处理,如何拒绝任务
拒绝策略
线程池中的线程已经用完了,无法继续为新任务服务,同时,等待队列也已经排满了,再也塞不下新任务了。这时候我们就需要拒绝策略机制合理的处理这个问题。
JDK 内置的拒绝策略如下:
AbortPolicy
: 直接抛出异常,阻止系统正常运行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。显然这样做不会真的丢弃任务,但是,- DiscardOldestPolicy: 丢弃最老的一个请求,也就是即将被执行的一个任务,并尝试再次提交当前任务。
DiscardPolicy
: 该策略默默地丢弃无法处理的任务,不予任何处理。如果允许任务丢失,这是最好的一种方案。
以上内置拒绝策略均实现了 RejectedExecutionHandler
接口,若以上策略仍无法满足实际需要,完全可以自己扩展 RejectedExecutionHandler
接口。
Java线程池的工作过程
- 线程池刚创建时,里面没有一个线程。任务队列是作为参数传递进来的,不过就算任务队列里面有任务,线程池也不会马上执行它们。
2.调用execute()
方法添加一个任务时,线程池会作如下判断:
a) 如果正在运行的线程数量小于 corePoolSize
,那么马上创建线程运行这个任务;
b) 如果正在运行的线程数量大于等于corePoolSize
,那么将这个任务放入队列;
c) 如果这个时候队列满了,而且此时正在运行的线程数量小于maximumPoolSize
,那么还是要创建非核心线程继续运行这个任务;
d) 如果队列满了,而且线程池中运行的线程数大于等于maximumPoolSize
,那么线程池会抛出RejectExecutionException
。
- 当一个线程完成任务时,它会从队列中取下一个任务来执行。
- 当一个线程无事可做,超过一定的时间(keepAliveTime)时,线程池会判断,如果当前运行的线程数大于
corePoolSize
,那么这个线程就被停掉。所以线程池的所有任务完成后,它最终会收缩到corePoolSize
的大小。
图 2 线程池工作过程流程图
说明:本文内容取自行业内大佬整理的《2020最新Java面试题及答案》,非原创。
---END---
相关文章
- 【说站】python线程事件Event的原理
- 理论:第八章:线程是什么,有几种实现方式,它们之间的区别是什么,线程池实现原理,JUC并发包,ThreadLocal与Lock和Synchronize区别
- Java线程池详解
- Spring在单例模式下的线程安全
- 从进程,线程去了解浏览器内部的流程原理
- 线程池底层原理详解与源码分析(补充部分---ScheduledThreadPoolExecutor类分析)
- threadpooltaskexecutor线程池使用_线程池的状态
- 【源码阅读计划】浅析 Java 线程池工作原理及核心源码
- 谈谈你对Java线程5种状态流转原理的理解
- 事务、异步线程池、二级缓存
- 线程数,512是否合理?
- 线程的基本操作及原理
- 【Java 虚拟机原理】线程栈 | 栈帧 | 局部变量表 | 反汇编字节码文件 | Java 虚拟机指令手册 | 程序计数器
- java多线程系列(六)—线程池原理及其使用详解编程语言
- Java通过在主循环中判断Boolean来停止线程详解编程语言
- Linux线程:探究其原理与实现(Linux线程原理)
- 存储Linux线程局部存储:实现高效率并发(linux线程局部)
- 调整Linux服务器优化:线程数的调整(linux服务器线程数)
- 深入源码分析Java线程池的实现原理详解编程语言
- 占用cpuLinux查看线程CPU占用情况:一步搞定(linux如何查看线程)
- MySQL线程安全:实现多线程并发操作的保障。(mysql 线程安全)
- 基于Redis集群模式的线程池优化(redis集群模式线程池)
- 线程池的原理与实现详解