java多線程(四)－自訂線程池

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當我們使用 線程池的時候，可以使用 newCachedThreadPool（）或者 newFixedThreadPool(int)等方法，其實我們深入到這些方法裡面，就可以看到它們的是實現方式是這樣的。

1 public static ExecutorService newCachedThreadPool() {2         return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,3                                       60L, TimeUnit.SECONDS,4                                       new SynchronousQueue<Runnable>());5 }

1   public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {2         return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,3                                       0L, TimeUnit.MILLISECONDS,4                                       new LinkedBlockingQueue<Runnable>());5  }

 

包括其他幾種不同類型的線程池，其實都是通過 ThreadPoolExecutor這個核心類來建立的，如果我們要自訂線程池，那麼也是通過這個類來實現的。

 

該類有四個構造方法，查看源碼可以看到，頭三個構造方法，其實都是調用的第四個構造方法，所以我們就解釋一下第四個構造方法的參數含義。

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

 

corePoolSize：核心線程池的大小，線上程池被建立之後，其實裡面是沒有線程的。（當然，調用prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法會預建立線程，而不用等著任務的到來）。當有任務進來的時候，才會建立線程。當線程池中的線程數量達到corePoolSize之後，就把任務放到 緩衝隊列當中。（就是 workQueue）。

maximumPoolSize：最大線程數量是多少。它標誌著這個線程池的最大線程數量。如果沒有最大數量，當建立的線程數量達到了 某個極限值，到最後記憶體肯定就爆掉了。
keepAliveTime：當線程沒有任務時，最多保持的時間，超過這個時間就被終止了。預設情況下，只有 線程池中線程數量 大於 corePoolSize時，keepAliveTime值才會起作用。也就說說，只有線上程池線程數量超出corePoolSize了。我們才會把逾時的空閑線程給停止掉。否則就保持線程池中有 corePoolSize 個線程就可以了。

Unit：參數keepAliveTime的時間單位，就是 TimeUnit類當中的幾個屬性。
如：

 

workQueue：用來儲存待執行任務的隊列，不同的線程池它的隊列實現方式不同（因為這關係到排隊策略的問題）比如有以下幾種
        ArrayBlockingQueue：基於數組的隊列，建立時需要指定大小。
        LinkedBlockingQueue：基於鏈表的隊列，如果沒有指定大小，則預設值是 Integer.MAX_VALUE。（newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor使用的就是這種隊列）。
       SynchronousQueue：這種隊列比較特殊，因為不排隊就直接建立新線程把任務提交了。（newCachedThreadPool使用的就是這種隊列）。

threadFactory:線程工廠，用來建立線程。

Handler：拒絕執行任務時的策略，一般來講有以下四種策略，
       （1）ThreadPoolExecutor.AbortPolicy 丟棄任務，並拋出 RejectedExecutionException 異常。
       （2）ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：該任務被線程池拒絕，由調用 execute方法的線程執行該任務。
       （3）ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy ： 拋棄隊列最前面的任務，然後重新嘗試執行任務。
       （4）ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy，丟棄任務，不過也不拋出異常。

 

 

看一個demo ，範例程式碼地址：src/thread_runnable/CustomThreadPool.java

 1 class CustomTask implements Runnable{ 2     private  int id; 3     public CustomTask(int id) { 4         this.id = id; 5     } 6  7     @Override 8     public void run() { 9         // TODO Auto-generated method stub10         System.out.println("#" + id + "   threadId=" + Thread.currentThread().getName() );11         try {12             TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);13         }catch(InterruptedException e){14             e.printStackTrace();15         }16     }17     18 }19 20 public class CustomThreadPool {21     public static void main(String[] args) {22         // TODO Auto-generated method stub23             BlockingQueue<Runnable> queue = new ArrayBlockingQueue<>(10);24             ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(3, 5, 60, TimeUnit.MICROSECONDS, queue);25             26             for (int i=0; i<7; i++){27                 Runnable task = new CustomTask(i);28                 pool.execute(task);29             }30             31             pool.shutdown();32     }33 34 }

 

輸出結果： 

 

 

從這個例子，可以看出，雖然我們有7個任務，但是實際上，只有三個線程在運行。
那麼當我們提交任務給線程池之後，它的處理策略是什麼呢？

 

 

（1），如果當前線程池線程數目小於 corePoolSize（核心池還沒滿呢），那麼就建立一個新線程去處理任務。
（2），如果核心池已經滿了，來了一個新的任務後，會嘗試將其添加到任務隊列中，如果成功，則等待空閑線程將其從隊列中取出並且執行，如果隊列已經滿了，則繼續下一步。
（3），此時，如果線程池線程數量 小於 maximumPoolSize，則建立一個新線程執行任務，否則，那就說明線程池到了最大飽和能力了，沒辦法再處理了，此時就按照拒絕策略來處理。（就是建構函式當中的Handler對象）。

（4），如果線程池的線程數量大於corePoolSize，則當某個線程的空閑時間超過了keepAliveTime，那麼這個線程就要被銷毀了，直到線程池中線程數量不大於corePoolSize為止。

 

 

舉個通俗易懂的例子，公司要設立一個項目組來處理某些任務，hr部門給的人員編製是10個人（corePoolSize）。同時給他們專門設定了一間有15個座位（maximumPoolSize）的辦公室。最開始的時候來了一個任務，就招聘一個人。就這樣，一個一個的招聘，招滿了十個人，不斷有新的任務安排給這個項目組，每個人也在不停的接任務幹活。不過後來任務越來越多，十個人無法處理完了。其他的任務就只能在走廊外面排隊了。後來任務越來越多，走廊的排隊隊伍也擠不下。然後只好找找一些臨時工來協助完成任務。因為辦公室只有15個座位，所以它們最多也就只能找5個臨時工。可是任務依舊越來越多，根本處理不完，那沒辦法，這個項目組只好拒絕再接新任務。（拒絕的方式就是 Handler），最後任務漸漸的少了，大家都比較清閑了。所以就決定看大家表現，誰表現不好，誰就被清理出這個辦公室（空閑時間超過 keepAliveTime），直到 辦公室只剩下10個人（corePoolSize），維持固定的人員編製為止。

關於線程池，ThreadPoolExecutor還提供了一些需要注意的方法：

（1） shutdown()，平滑的關閉線程池。（如果還有未執行完的任務，就等待它們執行完）。
（2）shutdownNow()。簡單粗暴的關閉線程池。（沒有執行完的任務也直接關閉）。
（3）setCorePoolSize()。設定/更改核心池的大小。
（4）setMaximumPoolSize（），設定/更改線程池中最大線程的數量限制。

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