Java线程池 之 ThreadPoolExecutor

Java线程池 之 ThreadPoolExecutor

阿里巴巴的Java开发手册规定：

• 【强制】对于服务端需要长期运行的程序，线程池不允许使用Executors.newXXXThreadPool()创建，因为这种方式会使用无界的任务队列，为避免OOM，建议通过ThreadPoolExecutor的构造方法创建，这样可以让使用者更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。 说明：Executors各个方法的弊端： 1）newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor: 主要问题是允许的请求队列的长度为Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，会耗费非常大的内存，甚至OOM。 2）newScheduledThreadPool和newCachedThreadPool: 主要问题是允许的创建线程数量为Integer.MAX_VALUE，可能会创建数量大量的线程，甚至OOM。
• 【强制】创建线程或线程池时请指定有意义的线程名称，方便出错时回溯。

创建线程池的正确姿势是直接调用ThreadPoolExecutor的构造函数创建线程池。在创建的同时，指定线程的数量和BlockQueue容量就可以了，该构造方法的定义如下：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,     //核心线程数（线程池长期维护的线程数），一线程处于空闲状态，也不会回收
                          int maximumPoolSize,  //最大线程数
                          long keepAliveTime,   //超过corePoolSize的线程的空闲时长，超过这个时间，多余的线程会被回收
                          TimeUnit unit,        //时间单位 
                          BlockingQueue workQueue,    //线程等待队列
                          ThreadFactory threadFactory,          //线程工厂，新线程的产生方式
                          RejectedExecutionHandler handler)     //线程等待队列已满时的拒绝策略：当任务太多来不及处理时，如何拒绝任务；

其中：

• corePoolSize：线程池中的线程数量，该数量值决定了新添加的任务是开辟新的线程去执行，还是放到workQueue任务队列中去；
• maximumPoolSize：线程池中的最大线程数量，该参数会根据使用的workQueue任务队列的类型，决定线程池会开辟的最大线程数量；
• workQueue：任务队列，被添加到线程池中，但尚未被执行的任务，它一般分为：
  • 直接提交队列：SynchronousQueue
  • 有界任务队列：ArrayBlockingQueue
  • 无界任务队列：LinkedBlockingQueue
  • 优先任务队列：PriorityBlockingQueue
• threadFactory：线程工厂，用于创建线程，一般用默认即可；
• handler：拒绝策略，当任务太多来不及处理时，如何拒绝任务。

注意：

• corePoolSize和maximumPoolSize：设置不当会影响效率，甚至耗尽线程；
• workQueue：设置不当容易导致OOM；
• handler：设置不当会导致提交任务时抛出异常。

线程池的工作顺序：corePoolSize -> 任务队列 -> maximumPoolSize -> 拒绝策略

1. 当线程数小于核心线程数时，创建线程。
2. 当线程数大于等于核心线程数，且任务队列未满时，将任务放入任务队列。
3. 当线程数大于等于核心线程数，且任务队列已满
   1. 若线程数小于最大线程数，创建线程
   2. 若线程数等于最大线程数，抛出异常，拒绝任务

可以向线程池提交的任务有Runnable和Callable两种，其中，Callable是JDK1.5时加入的接口，作为Runnable的一种补充，允许有返回值，允许抛出异常。

ThreadPoolExecutor提供了以下三种提交任务的方法

• void execute(Runnable command);
• Future submit(Callable task)
• Future submit(Runnable task) ：虽然返回Future，但是其get()方法总是返回null
• Future submit(Runnable task, T result)

任务队列（workQueue）

若无特别说明，下面示例中使用到的ThreadTask的代码如下：

public class ThreadTask implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

示例1、直接提交队列（SynchronousQueue）

直接提交队列是一个特殊的BlockingQueue，它没有容量，每执行一个插入操作就会阻塞，需要再执行一个删除操作才会被唤醒，反之每一个删除操作也都要等待对应的插入操作。 使用SynchronousQueue队列，提交的任务不会被保存起来，总是会马上提交执行。如果用于执行任务的线程数量小于maximumPoolSize，则尝试创建新的进程；如果达到maximumPoolSize设置的最大值，则根据你设置的handler执行拒绝策略。 在这种情况下，需要对程序的并发量有个准确的评估，才能设置合适的maximumPoolSize数量，否则很容易就会执行拒绝策略。

public static void main(String[] args) {
    ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 1000,
            TimeUnit.MILLISECONDS,
            new SynchronousQueue(),
            Executors.defaultThreadFactory(),
            new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
    );
    for (int i = 0; i