线程池知识点总结

线程池

池化思想:线程池、字符串常量池、数据库连接池

提高资源的利用率

  1. 手动创建线程
  2. 执行任务
  3. 执行完毕、释放对象

预先创建多个线程对象,放入缓冲池中

优点:

  • 高线程的利用率
  • 提高程序响应速度(因为线程对象是提前创建好的、用完之后也不会销毁),这就避免了创建和销毁线程的性能消耗
  • 便于统一管理线程对象
  • 可以控制最大并发数(通过线程池的参数)

线程池的原理:

如果核心线程数是5,来5个任务,每个线程对应一个任务在执行

如果来10个任务,且任务队列的长度是5,那么就是5个在被执行,5个在任务队列

如果来15个任务,最大线程数是10的话,那么就会扩充5个线程

如果来16个任务,那么总会有一个任务去触发拒绝策略,进行相应的处理。

线程池的异常处理:

  • try/catch代码块
  • Future类的get()函数

在这里插入图片描述

线程池都有哪几种?

1、newFixedThreadPool

  public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),threadFactory);}

最大的特点:

  • 核心线程数和最大线程数相等
  • 也就没有存活时间
  • 任务队列是无界队列LinkedBlockingQueue

面试题:使用无界队列的线程池会导致内存飙升吗?

答案 :会的,newFixedThreadPool使用了无界的阻塞队列LinkedBlockingQueue,如果线程获取一个任务后,任务的执行时间比较长(比如,上面demo设置了10秒),会导致队列的任务越积越多,导致机器内存使用不停飙升, 最终导致OOM。

FixedThreadPool 适用于处理CPU密集型的任务,确保CPU在长期被工作线程使用的情况下,尽可能的少的分配线程,即适用执行长期的任务。

2、newCachedThreadPool

   public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,60L, TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<Runnable>(),threadFactory);}

线程池特点:

  • 核心线程数为0
  • 最大线程数没有限制
  • 存活时间60s
  • 任务队列是同步队列

工作流程:

  • 提交任务

  • 因为没有核心线程,所以任务直接加到SynchronousQueue队列。

  • 判断是否有空闲线程,如果有,就去取出任务执行。

  • 如果没有空闲线程,就新建一个线程执行。

  • 执行完任务的线程,还可以存活60秒,如果在这期间,接到任务,可以继续活下去;否则,被销毁。

场景:

适用于大量并发,且周期短的情况

3、newSingleThreadExecutor

  public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {return new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),threadFactory));}

只有一个线程,适用于串行执行任务的场景

4、newScheduledThreadPool

    public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,new DelayedWorkQueue());}
线程池特点
  • 最大线程数为Integer.MAX_VALUE
  • 阻塞队列是DelayedWorkQueue
  • keepAliveTime为0
  • scheduleAtFixedRate() :按某种速率周期执行
  • scheduleWithFixedDelay():在某个延迟后执行
工作机制
  • 添加一个任务
  • 线程池中的线程从 DelayQueue 中取任务
  • 线程从 DelayQueue 中获取 time 大于等于当前时间的task
  • 执行完后修改这个 task 的 time 为下次被执行的时间
  • 这个 task 放回DelayQueue队列中

线程池状态

线程池有这几个状态:RUNNING,SHUTDOWN,STOP,TIDYING,TERMINATED。

复制代码   //线程池状态private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;

线程池各个状态切换图:

img

RUNNING

  • 该状态的线程池会接收新任务,并处理阻塞队列中的任务;
  • 调用线程池的shutdown()方法,可以切换到SHUTDOWN状态;
  • 调用线程池的shutdownNow()方法,可以切换到STOP状态;

SHUTDOWN

  • 该状态的线程池不会接收新任务,但会处理阻塞队列中的任务;
  • 队列为空,并且线程池中执行的任务也为空,进入TIDYING状态;

STOP

  • 该状态的线程不会接收新任务,也不会处理阻塞队列中的任务,而且会中断正在运行的任务;
  • 线程池中执行的任务为空,进入TIDYING状态;

TIDYING

  • 该状态表明所有的任务已经运行终止,记录的任务数量为0。
  • terminated()执行完毕,进入TERMINATED状态

TERMINATED

  • 该状态表示线程池彻底终止

线程池中有哪几种工作队列?

  • ArrayBlockingQueue 有界队列

  • LinkedBlockingQueue 无界队列

  • DelayQueue 延迟队列 是一个任务定时周期的延迟执行的队列。根据指定的执行时间从小到大排序,否则根据插入到队列的先后排序。newScheduledThreadPool线程池使用了这个队列。

  • PriorityBlockingQueue(优先级队列)是具有优先级的无界阻塞队列;

  • SynchronousQueue(同步队列)一个不存储元素的阻塞队列,每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作,否则插入操作一直处于阻塞状态,吞吐量通常要高于LinkedBlockingQuene,newCachedThreadPool线程池使用了这个队列。

这个队列。

  • PriorityBlockingQueue(优先级队列)是具有优先级的无界阻塞队列;

  • SynchronousQueue(同步队列)一个不存储元素的阻塞队列,每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作,否则插入操作一直处于阻塞状态,吞吐量通常要高于LinkedBlockingQuene,newCachedThreadPool线程池使用了这个队列。

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