一、线程是不是越多越好
线程在java中是一个对象,更是操作系统的资源,线程创建、销毁需要时间。如果创建时间 + 销毁时间大于执行时间就很不合算。
java对象占用堆内存,操作系统线程占用系统内存,根据jvm规范,Linux/x64操作系统一个线程默认最大栈大小为1m。
操作系统需要频繁切换线程上下文(大家都想被运行),影响性能。
备注:各平台默认线程栈大小如下,具体请参考:Java虚拟机相关参数说明。
二、线程池API
1、接口定义和实现类
2、方法定义
3、ThreadPoolExecutor构造器参数详解
我们先看下线程池执行器的全参构造器具体有哪些参数,下面是该构造器的定义:
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler) {}
-
corePoolSize:核心线程数,即使任务队列中没有任务,处于空闲状态也不会被回收的线程数,除非指定
allowCoreThreadTimeOut
参数为true。 - maximumPoolSize:线程池可创建的最大线程数,超过改值会出发拒绝策略处理器逻辑。
-
keepAliveTime:当线程池的线程数量大于
corePoolSize
,多余的空闲线程等待新任务的最长存活时间,如果没有新任务,大于corePoolSize
的空闲线程将会被回收。 -
BlockingQueue:任务队列,这个队列只会保存通过
execute
方法提交的任务。 - ThreadFactory :线程创建工厂,可以自定义线程名称前缀等。
-
RejectedExecutionHandler :拒绝执行策略,当任务队列已满且池中的线程数超过
maximumPoolSize
,将会触发拒绝执行。
常见的RejectedExecutionHandler 如下,
DiscardPolicy
:直接放弃执行。DiscardOldestPolicy
:丢弃任务队列头部的任务,再调用execute方法执行当前提交的任务。AbortPolicy
:直接抛出RejectedExecutionException异常,该异常为运行时异常。CallerRunsPolicy
:直接由主线程执行。
4、Executors工具类
Executors
工具类可用来创建各种线程池,常用方法如下:
-
newFixedThreadPool(int nThreads)
创建一个固定大小、任务队列容量无界的线程池。其核心线程数=最大线程数,任务队列为无界队列(LinkedBlockingQueue),无超时时长。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(
nThreads,
nThreads,
0L,
TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
-
newCachedThreadPool()
创建的是一个大小无界的缓冲线程池。它的任务队列是一个同步队列(SynchronousQueue)。任务加入到池中,如果池中有空闲线程,则用空闲线程执行,如无则创建新线程执行。池中的线程空超过60秒,将被销毁释放。线程数随任务的多少变化。适用于执行耗时较小的异步任务。池的核心线程数=0,最大线程数=Integer.MAX_VALUE。
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0,
Integer.MAX_VALUE,
60L,
TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
-
newSingleThreadExecutor()
创建的是只有一个线程来执行无界队列任务的单一线程池。该线程池确保任务按加入的顺序一个个依次执行。当唯一的线程因任务异常中支时,将创建一个新的线程来继续执行后续的任务。与newFixedThreadPool(1)的区别在于,单一线程池的池大小在方法中是硬编码的,不能再改变的。
三、线程池原理
1、线程池组成
- 线程池管理器:用于创建并管理线程池,包括创建线程池,销毁线程池,添加新任务。
- 工作线程:线程池中线程,在没有任务时处于等待状态,可以循环执行任务。
- 任务接口:每个任务必须实现的接口,供工作线程调度任务的执行,它主要规定了任务的入口,任务执行完后的收尾工作,任务的执行状态等。
- 任务队列:用于存放没有处理的任务,提供一种缓冲机制。
2、线程池中的概念
- workerCount:池中允许启动且不允许停止的线程数量。
- runState:线程池状态,是否运行或者停止,主要有下面几个值:
- RUNNING:接收新任务并且处理入队任务。
- SHUTDOWN:不接受新任务,但处理入队任务。
- STOP:即不接受新任务,又不处理入队任务,并且会中断运行中的任务。
- TIDYING:所有任务已经终结,workerCount为0,转变成TYDING状态的线程将会调用terminated()方法。
- TERMINATED:terminated()方法执行完成。
- 线程池状态转变过程:
- RUNNING -> SHUTDOWN:shutdown()方法调用,或者隐式调用finalize()。
- (RUNNING or SHUTDOWN) -> STOP:shutdownNow()方法调用。
- SHUTDOWN -> TIDYING:队列和线程池都为空。
- STOP -> TYDING:线程池为空。
- TYDING -> TERMINATED:terminated()方法执行完成。
3、线程池任务执行过程
- 是否达到核心线程数量? 没达到,创建一个工作线程来执行任务。
- 工作队列是否已满?没满,则将新提交的任务存储在工作队列中。
- 是否达到线程池最大数量?没达到,则创建一个新的工作线程来执行任务。
-
最后,执行拒绝策略来处理这个任务。
四、如何确定合适的线程数量
- 计算型任务:cpu数量的1-2倍。
- IO型任务:相对计算性任务,需多一些线程,要根据具体的I/O阻塞时长进行考量决定。如tomcat中默认最大线程数为:200。
- 可考虑根据需要在最小数量和最大数量间自动增减线程数。
- 通过监控CPU利用率,生产环境若CPU利用率达到80%则已经充分利用了,小于80%没有合理利用,太满可能线程池线程数量太多了。