最近精读Netty源码,读到NioEventLoop部分的时候,发现对Java线程&线程池有些概念还有困惑, 所以深入总结一下
为什么需要使用线程池Java线程映射的是系统内核线程,是稀缺资源,使用线程池主要有以下几点好处
降低资源消耗:重复利用池中线程降低线程的创建和消耗造成的资源消耗。
提高响应速度:任务到达时直接使用池总中空闲的线程,可以不用等待线程创建。
提高线程的可管理性:线程是稀缺资源,不能无限制创建,使用线程池可以统一进行分配、监控、调优。
线程池框架简介Executor接口:提供execute方法提交任务
ExecutorService接口:提供可以跟踪任务执行结果的 submit方法 & 提供线程池关闭的方法(shutdown, shutdowNow)
AbstractExecutorService抽象类:实现submit方法
ThreadPoolExecutor: 线程池实现类
ScheduleThreadPoolExecutor:可以执行定时任务的线程池
ThreadPoolExecutor原理 核心参数以及含义corePoolSize:核心线程池大小
maximumPoolSize: 线程池最大大小
workQueue: 工作队列(任务暂时存放的地方)
RejectedExecutionHandler:拒绝策略(线程池无法执行该任务时的处理策略)
任务提交流程任务提交过程见下流程图
RUNNING:正常的线程池运行状态
SHUTDOWN:调用shutdown方法到该状态,该状态下拒绝提交新任务,但会将已提交的任务的处理完毕
STOP:调用shutdownNow方法到该状态,该状态下拒绝新任务的提交 & 丢弃工作队列中的任务 & 中断正在执行任务的工作线程
TIDYING:工作队列和线程池都为空时自动到该状态
TERMINATED:terminated方法返回之后自动到该状态
工作队列核心线程池满时,任务会尝试提交到工作队列,后续工作线程会从工作队列中获取任务执行。
因为涉及到多个线程对工作队列的读写,所以工作队列需要是线程安全的,Java提供了以下几种线程安全的队列(BlockingQueue)
实现类 工作机制ArrayBlockingQueue 底层实现是数组
LinkedBlockingDeque 底层实现是链表
PriorityBlockingQueue 优先队列,本质是个小顶堆
DelayQueue 延时队列 (优先队列 & 元素实现Delayed接口),ScheduledThreadPoolExecutor实现的关键
SynchronousQueue 同步队列
BlockingQueue 多组读写操作API 操作 描述
add/remove 队列已满/队列已空时,抛出异常
put/take 队列已满/队列已空时,阻塞等待
offer/poll 队列已满/队列已空时,返回特殊值(false/null)
offer(time) / poll(time) 超时时间内无法写入或者读取成功,返回特殊值
拒绝策略
拒绝策略是当线程池满负载时(任务队列已满 & 线程池已满)对新提交任务的处理策略,jdk提供了如下四种实现,其中AbortPolicy是默认实现。
实现类 工作机制AbortPolicy 抛出RejectedExecutionException异常
CallerRunsPolicy 调用线程执行该任务
DiscardOldestPolicy 丢弃工作队列头部任务,再尝试提交该任务
DiscardPolicy 直接丢弃
当然我们可以有自定义的实现,比如记录日志、任务实例持久化,同时发送报警到开发人员。
跟踪任务的执行结果线程池提供了几个submit方法, 调用线程可以根据返回的Future对象获取任务执行结果,那么它的实现原理又是什么呐?
装饰模式对task的run方法进行增强
1.提交任务前,会把task装饰成一个FutureTask对象
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) { if (task == null) throw new NullPointerException(); RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task); execute(ftask); return ftask; }