Java-线程池总结-白红宇

Java-线程池总结

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发布时间：2019-06-14

本文共 5116 字，大约阅读时间需要 17 分钟。

线程池的优点：

重用线程，减少线程创建和销毁的性能开销。

管理线程，并提供定时执行以及指定间隔循环执行等功能。

Android中的线程来源于Java中的Executor，实现类是ThreadPoolExecutor，ThreadPoolExecutor通过构造方法的一系列参数，来构成不同配置的线程池。常用的构造方法有下面四个：

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,                        int maximumPoolSize,                        long keepAliveTime,                        TimeUnit unit,                        BlockingQueue
    
      workQueue)

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,                        int maximumPoolSize,                        long keepAliveTime,                        TimeUnit unit,                        BlockingQueue
    
      workQueue,                        ThreadFactory threadFactory)

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,                        int maximumPoolSize,                        long keepAliveTime,                        TimeUnit unit,                        BlockingQueue
    
      workQueue,                        RejectedExecutionHandler handler)

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,                        int maximumPoolSize,                        long keepAliveTime,                        TimeUnit unit,                        BlockingQueue
    
      workQueue,                        ThreadFactory threadFactory,                        RejectedExecutionHandler handler)

参数说明

corePoolSize
核心线程数，默认情况核心线程会一直存活，即使处于闲置状态也不会受keepAliveTime限制。除非将allowCoreThreadTimeOut设置为true。

maximumPoolSize
线程池所能容纳的最大线程数。

keepAliveTime
非核心线程的闲置超时时间，超过这个时间就会被回收。如果allowCoreThreadTimeOut设置为true，核心线程也会被回收。

unit
keepAliveTime的单位

workQueue
线程池中的任务队列。常用的有四种队列：SynchronousQueue, LinkedBlockingDeque, ArrayBlockingQueue, DelayQueue。

threadFactory
线程工厂，提供创建新线程的功能。通过线程工厂可以对线程的一些属性进行定制。

RejectedExecutionHandler
当线程池中的资源已经全部使用，添加新线程被拒绝时，会调用RejectedExecutionHandler的rejectedExecution方法。

线程池的任务队列（重要）

下面介绍上面说到的常用的四种队列，在这之前先根据上面的参数分析一下帮助理解：有核心线程、非核心线程、任务队列三个角色，他们可以根据当前配置，对每个新来的任务做出处理（处理就是要么分配线程去执行任务，要么把任务存到任务队列里等待分配线程）。那么，三个角色可以设计如下：

有限个核心线程 + 任务队列（队列大小可配置）+ 无限个非核心线程

（确切的说是corePoolSize个核心线程，maximumPoolSize - corePoolSize个非核心线程）

不难理解，任务很多的时候，核心线程不够用了就存到任务队列里，队列存满了，就创建非核心线程执行任务（就像节假日客运站临时加车一样）。这样设计包含了两种极端情况，就是队列大小是0和队列无限大，所以具体设计如下三种情况：

有限个核心线程+无限个非核心线程，那么来一个新任务就能给它分配一个线程去执行，这个时候任务队列大小是0。

有限个核心线程+任务队列（队列无限大），那么来一个新任务可以给它分配线程去执行，无线程分配可以存到队列里。

有限个核心线程+任务队列（队列大小有限且不是0）+无限个非核心线程。

这三种设计，就对应了workQueue参数的三种队列：SynchronousQueue, LinkedBlockingDeque, ArrayBlockingQueue

SynchronousQueue

收到新任务时，直接交给线程处理，如果所有线程都在工作，那么新建线程来处理这个任务。如果将maximumPoolSize指定成Integer.MAX_VALUE，就是无限个线程。

（对应上面的第1种设计）

LinkedBlockingDeque

这个队列没有大小限制。当接收到新任务时，如果当前线程小于核心线程数，则新建核心线程处理任务。如果当前线程数等于核心线程数，则进入队列等待。由于队列没有大小限制，也就导致了 maximumPoolSize 的设定失效，因为这时最大线程数不会超过核心线程数。

（对应上面第2种设计）

ArrayBlockingQueue

可以限定队列长度，收到任务的时候，如果没有达到corePoolSize的值，则新建核心线程执行任务，如果达到了，入队等候。如果队列已满，则新建非核心线程执行任务。如果达到了maximumPoolSize，就会发生错误。

（对应上面第3种设计）

DelayQueue

队列内元素必须实现 Delayed 接口，这就意味着你传进去的任务必须先实现 Delayed 接口。这个队列接收到任务时，首先先入队，只有达到了指定的延时时间，才会执行任务。

现实中，队列不可能无限大，非核心线程不可能有无数个，那么上面几种队列就有超出线程总数的情况，这种情况只需要配置ThreadPoolExecutor的第7个参数RejectedExecutionHandler即可（可以翻到上面重新看下参数说明）。

4种常见的线程池

下面介绍4种系统提供的配置好的线程池，当然，如果理解了上面的任务队列，自己配置出相同的线程池是很简单的。这4种线程池使用系统的工具类Executors来创建，如下：

//下面加了参数1的是因为没有无参数的重载方法。Executors.newFixedThreadPool(1);Executors.newCachedThreadPool();Executors.newScheduledThreadPool(1);Executors.newSingleThreadExecutor();

FixedThreadPool

对应：有限个核心线程+任务队列（队列无限大） --> LinkedBlockingQueue

它的创建方法需要传入参数来指定核心线程数。功能特点很好理解，下面是艺术探索中对它的描述：

它是一种线程数量固定的线程池，当线程处于空闲状态时，它们并不会被回收，除非线程池被关闭。当所有线程都处于活动状态时，新任务就会处于等待状态，直到有线程空闲出来。由于FixedThreadPool只有核心线程并且这些核心线程不会被回收，这意味着它能够更加快速地响应外界请求。通过newFixedThreadPool方法的源码可以发现FixedThreadPool中只有核心线程没有超时机制，另外任务队列也是没有大小限制的。

CachedThreadPool

对应：有限个核心线程+无限个非核心线程 --> SynchronousQueue

它的核心线程数是0，所以它的创建方法不需要参数，下面是艺术探索中对它的描述：

它是一种线程数量不定的线程池，它只有非核心线程，并且最大线程数为Integer.MAX_VALUE。由于Integer.MAX_VALUE是一个很大的数，实际上就相当于最大线程数可以任意大。当线程池中的线程都处于活动状态时，线程池会创建新的线程来处理新任务，否则就会利用空闲线程来处理新任务。线程池中的空闲线程都有超时机制，超时时长是60秒，超过60秒闲置的线程就会被回收。和FixedThreadPool不同的是，CachedThreadPool的任务队列其实相当于一个空集合，这将导致任何任务都会被立即执行。这类线程池比较适合执行大量的耗时较少的任务。当整个线程池处于闲置状态时，所有线程都会超时而被停止，这个时候CachedThreadPool中实际上是没有任何线程的，它几乎是不占任何系统资源的。

ScheduledThreadPool

对应：DelayQueue

它的创建方法需要参数来指定核心线程数，描述如下：

它的核心线程数是固定的，而非核心线程数是没有限制的。这个线程池主要用于执行定时任务和有固定周期的重复任务。

SingleThreadExecutor

对应：有限个核心线程+任务队列（队列无限大） --> LinkedBlockingQueue

与FixedThreadPool的区别在于，SingleThreadExecutor只有一个核心线程，所以它的创建方法无需参数。描述如下：

这类线程池内部只有一个核心线程，它确保所有的任务都在同一个线程中按顺序执行。意义在于统一所有外界任务到一个线程中，这使得在这些任务之间不需要处理线程同步的问题。

最后是使用线程池的几个示例：

Runnable myRunnable = new Runnable() {    @Override    public void run() {        SystemClock.sleep(2000);    }};//自己配置的线程池ThreadPoolExecutor myExecutor = new ThreadPoolExecutor(2, 10, 5, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue
    
     ());//执行myRunnable任务myExecutor.execute(myRunnable);//系统提供的线程池ExecutorService fixedExecutor = Executors.newFixedThreadPool(1);//执行myRunnable任务fixedExecutor.execute(myRunnable);//系统提供的线程池ScheduledExecutorService sExecutor = Executors.newScheduledThreadPool(1);//2000ms后执行myRunnablesExecutor.schedule(myRunnable, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);//10ms后，每隔1000ms执行一次myRunnablesExecutor.scheduleAtFixedRate(myRunnable, 10, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);