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从理论走向实践,金五银六Java线程指南已上线,一次性教给你!

开发技术 开发技术 1周前 (05-04) 5次浏览
Hello,今天给各位童鞋们分享Java线程池,赶紧拿出小本子记下来吧!
从理论走向实践,金五银六Java线程指南已上线,一次性教给你!

线程池

1、是什么?

线程池做的工作只是控制运行的线程数量,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,等其他线程执行完毕,再从队列中取出任务来执行。
它的主要特点为:线程复用;控制最大并发数;管理线程
线程池的优势:
第一:降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
第二:提高响应速度。当任务到达时,任务可以不需要等待线程创建就能立即执行。
第三:提高线程的可管理性。线程是稀缺资源,如果无限制的创建,不仅会消耗系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线程池可以进行统一的分配,调优和监控。

2、怎么用?

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这几个类
框图:
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3、实现

Java中有自带的几个线程池的实现方式,分别是:
1、Executors.newFixedThreadPool(int)
执行长期任务性能好,创建一个线程池, 一池有N个固定的线程,有固定线程数的线程
2、Executors.newSingleThreadExecutor()
一个任务一个任务的执行,一池一线程
3、Executors.newCachedThreadPool()
执行很多短期异步任务,线程池根据需要创建新线程, 但在先前构建的线程可用时将重用它们。可扩容,遇强则强
使用示例:
public class TestThreadPool {
public static void main(String[] args) {
//一个线程池有5个线程可供调用
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);
//一个线程池只有一个线程可以调用
ExecutorService threadPool1 = Executors.newSingleThreadExecutor();
//一个线程池可以有n个线程可以调用,可以扩容
ExecutorService threadPool2 = Executors.newCachedThreadPool();
try {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
threadPool2.execute(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “t办理业务”);
});
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
threadPool.shutdown();
}
}
}
底层原理:
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七大参数
  • corePoolSize:线程池中的常驻核心线程数
  • maximumPoolSize:线程池中能够容纳同时执行的最大线程数,此值必须大于等于1(自定义的时候这里设置为CPU的逻辑处理器数目加1)
程序获取逻辑处理器数目:Runtime.getRuntime().availableProcessors()
keepAliveTime:多余的空闲线程的存活时间 当前池中线程数量超过corePoolSize时,当空闲时间 达到keepAliveTime时,多余线程会被销毁直到 只剩下corePoolSize个线程为止
unit:keepAliveTime的单位
workQueue:任务队列,被提交但尚未被执行的任务
threadFactory:表示生成线程池中工作线程的线程工厂, 用于创建线程,一般默认的即可。Executors.defaultThreadFactory()
handler:拒绝策略,表示当队列满了,并且工作线程大于 等于线程池的最大线程数(maximumPoolSize)时如何来拒绝 请求执行的runnable的策略
这三种方式都是通过调用这个方法来获取线程池
/**
* corePoolSize:线程池中的常驻核心线程数
* maximumPoolSize:程池中能够容纳同时 执行的最大线程数
* keepAliveTime:当空闲时间 达到keepAliveTime时,多余线程会被销毁直到 只剩下corePoolSize个线程为止
* unit:keepAliveTime的单位
* workQueue:任务队列,被提交但尚未被执行的任务
*/
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
参数中的 handler 拒绝策略:
  • AbortPolicy(默认):直接抛出RejectedExecutionException异常阻止系统正常运行。new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
  • CallerRunsPolicy:调用者运行”一种调节机制,该策略既不会抛弃任务,也不会抛出异常,而是将某些任务回退到调用者,从而降低新任务的流量。(多余的任务也会执行,回退给调用者执行)
  • DiscardOldestPolicy:抛弃队列中等待最久的任务,然后把当前任务加人队列中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,不予任何处理也不抛出异常。 如果允许任务丢失,这是最好的一种策略。
处理的逻辑:
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(先判断核心线程,再判断阻塞队列,再判断线程池)
  • 在创建了线程池后,开始等待请求。
  • 当调用execute()方法添加一个请求任务时,线程池会做出如下判断:
(一)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;
(二)如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize,那么将这个任务放入队列;
(三)如果这个时候队列满了且正在运行的线程数量还小于maximumPoolSize,那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务;
(四)如果队列满了且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize,那么线程池会启动饱和拒绝策略来执行。
  • 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,线程会判断:
(一)如果当前运行的线程数大于corePoolSize,那么这个线程就被停掉。
(二)所以线程池的所有任务完成后,它最终会收缩到corePoolSize的大小。
线程池一般使用Executors去创建自带的几个,而是通过自定义ThreadPoolExecutor的方式,通过设置七大参数自定义。
为什么不用JDK自带的几个创建线程池的方式的原因如下:
  • FixedThreadPool和SingleThreadPool:
允许的请求队列长度为Integer.MAX_VALUE,可能会堆积大量的请求,从而导致OOM
  • CachedThreadPool和ScheduledThreadPool:
允许的创建线程数量为Integer.MAX_VALUE,可能会创建大量的请求,从而导致OOM线程池异常捕捉

4、异常处理

1、线程的异常处理
Java中线程执行的任务接口java.lang.Runnable 要求不抛出Checked异常,​
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​通常java.lang.Thread对象运行设置一个默认的异常处理方法:
java.lang.Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(UncaughtExceptionHandler)
而这个默认的静态全局的异常捕获方法时输出堆栈。
当然,我们可以覆盖此默认实现,只需要自定义即可
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2、线程池的异常处理
而在线程池中却比较特殊。默认情况下,线程池 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 会Catch住所有异常, 当任务执行完成。源码如下:
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其中 ExecutionException 异常即是java.lang.Runnable 或者 java.util.concurrent.Callable 抛出的异常。
也就是说,线程池在执行任务时捕获了所有异常,并将此异常加入结果中。这样一来线程池中的所有线程都将无法捕获到抛出的异常。 从而无法通过设置线程的默认捕获方法拦截的错误异常。也不能通过自定义线程来完成异常的拦截。
好在java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 预留了一个方法,运行在任务执行完毕进行扩展(当然也预留一个protected方法
beforeExecute(Thread t, Runnable r)):
afterExecute(Runnable r, Throwable t)
protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) { }
此方法的默认实现为空,这样我们就可以通过继承或者覆盖ThreadPoolExecutor 来达到自定义的错误处理。
示例如下:
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所以,线程池通过覆盖ThreadPoolExecutor.afterExecute 方法,我们才能捕获到任务的异常(RuntimeException)
好啦,今天的文章就到这里,希望能帮助到屏幕前迷茫的你们!

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