java线程池的queue选哪个 java中的线程池问题

文章目录

• 一、线程池
• 二、线程池的优势
• 三、什么时候使用线程池？
• 四、线程池架构图
• 五、线程池的五种状态
• 六、ThreadPoolExecutor默认线程池
• 七、线程池七大参数
• 八、线程池的工作原理
• 九、线程池抛异常会如何？
• 十、execute的执行流程
• 十一、ScheduledThreadPoolExecutor定时线程池
• 十二、定时线程池的三种任务提交方式，以及区别

一、线程池

“线程池”，顾名思义就是一个线程缓存，线程是稀缺资源，如果被无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，因此Java中提供线程池对线程进行统一分配、调优和监控

二、线程池的优势

• 1.线程复用，减少线程创建、销毁的开销，提高性能
• 2.提高响应速度，当任务到达时，无需等待线程创建就能立即执行
• 3.提高线程的可管理性。使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

三、什么时候使用线程池？

• 1.单个任务处理时间比较短
• 2.需要处理的任务数量很大

四、线程池架构图

ThreadPoolExecutor：普通线程池

ScheduledThreadPoolExecutor：定时线程池

图中可以看出，我们使用的线程池都实现了ExecutorService和Executor两个接口，他们定义了线程池的各种行为！

• 1.execute（Runnable command）:执行Runnable类型的任务
• 2.submit（task）：可用来提交Callable或Runnable任务，并返回代表此任务的Future对象
• 3.shutdown（）：温柔的关闭线程池，停止接受新任务，并执行完未完成的任务。
• 4.shutdownNow（）：强制关闭线程池，未完成的任务会以列表形式返回
• 5.isTerminated（）：返回所有任务是否执行完毕。当调用shutdown（）方法后，所有提交的任务完成后返回为true；当调用shutdownNow（）方法后，成功停止后返回为true
• 6.isShutdown（）：返回的线程池是否关闭，当调用shutdown（）或者shutdownNow（）方法后返回为true

五、线程池的五种状态

//ctl是线程池的重要属性,这个AtomicInteger通过高三位和低29位非常巧妙的记录了线程的状
态和线程数量!
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
// Integer的低29位存储线程池的线程容量大小
private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;
// Integer的高三位存储线程池的状态
private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS; // 高 3 位 为 111
private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS; // 高 3 位 为 000
private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS; // 高 3 位 为 001
private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS; // 高 3 位 为 010
private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS; //高3位为011

状态	状态说明	切换条件
RUNNING	运行状态，可以接受任务、处理任务	线程池一旦被创建，就处于RUNNING状态
SHUTDOWN	SHUTDOWN状态，不接收新任务，但能处理已添加的任务	调用线程池的showdown（）接口时，线程池由RUNNING ->SHUTDOWN
STOP	STOP状态，不接受新任务，不处理已添加的任务，并且会中断正在处理的任务	调用线程池的shutdownNow（）接口时，线程池由（RUNNING or SHUTDOWN）-> STOP
TIDYING	当所有任务已终止，ctl记录的“任务数量”为0，线程池会变为TIDYING状态，此时会执行函数terminated（），用户可自定义其实现。	1.当线程池在SHUTDOWN状态下，阻塞队列为空并且线程池中执行的任务也为空时，就会由SHUTDOWN ->TIDYING。2.当线程池在STOP状态下，线程池中执行的任务为空时，就会由STOP ->TIDYING.
TERMINATED	线程池彻底终止，就变成TERMINATED状态	线程池处在TIDYING状态时，执行完terminated（）之后，就会由TIDYING -> TERMINATED

进入TERMINATED状态的条件如下：

• 1.线程池不是RUNNING状态
• 2.线程池状态不是TIDYING或TERMINATED状态
• 3.如果线程池状态是SHUTDOWN并且workerQueue为空；
• 4.workerCount为0
• 5.设置TIDYING状态成功

六、ThreadPoolExecutor默认线程池

ThreadPoolExecutor是Executor底下的实现类，开发中常用的线程池就是它

public class ThreadPoolTest {
    //Task任务类
    static class Task implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep(100);
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行任务！");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //定义线程池
        ThreadPoolExecutor poolExecutor = new
                ThreadPoolExecutor(2,
                6,
                5,
                TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<>(5),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
        );
        //10个线程分别执行Task任务
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            poolExecutor.execute(new Task());
        }
    }
}

七、线程池七大参数

• 1.corePoolSize核心线程数，当提交一个任务时，线程池会创建一个新线程执行任务，此时线程不会复用。如果当前线程数为corePoolSize，继续提交的任务被保存到阻塞队列中，等待被执行。此时如果有核心线程有空闲，回去阻塞队列中领取任务，此时核心线程复用。
• 2.maxmumPoolSize最大线程数，线程池中允许的最大线程数，如果当前阻塞队列满了，且继续提交任务，则创建新的线程执行任务，前提是当前线程数小于maxmumPoolSize
• 3.keepAliveTime超时时间，当线程池中的线程数量大于corePoolSize的时候，如果这时没有新的任务提交，核心线程外的线程不会立即销毁，而是会等待。直到等待的时间超过了keepAliveTime才会被销毁，最终会收缩到corePoolSzie的大小。
• 4.unit超时时间单位，keepAliveTime的时间单位
• 5.workQueue阻塞队列，用来保存等待被执行的任务的阻塞队列，且任务必须实现Runnable接口，在JDK中提供了如下阻塞队列：

• ①ArrayBlockingQueue：基于数组结构的有界阻塞队列，按FIFO(先进先出)排序任务。
• ②LinkedBlockingQueue：基于链表结构的阻塞队列，按FIFO排序任务，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue
• ③SynchronousQueue：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1量通常要高于LinkedBlockingQueue
• ④priorityBlockingQueue具有优先级的无界阻塞队列

• 6.threadFactory线程工厂，他是ThreadFactory类型的变量，用来创建新线程。默认使用Executors.defaultThreadFactory()来创建线程。
• 7.handler拒绝策略，线程池的饱和策略，当阻塞队列满了，且没有空闲的工作线程，如果继续提交任务，必须采取一种策略处理该任务，线程池提供了4种策略

• ①AbortPolicy：直接抛出异常，默认策略
• ②CallerRunsPolicy：用调用者所在的线程来执行任务
• ③DiscardOldestPolicy：丢弃阻塞队列中靠最前的任务，并执行当前任务
• ④DiscardPolicy：直接丢弃任务

八、线程池的工作原理

• 1.在创建了线程池后，开始等待请求
• 2.当调用execute（）方法添加一个请求任务时，线程池会做以下判断：

• ①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
• ②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；
• ③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
• ④如果队列满了且正在运行的线程数量大于或者等于maximumPoolSize，那么线程池会启动饱和拒绝策略来执行。

• 3.当一个线程完成任务时，他会从队列中取下一个任务来执行
• 4.当一个线程无事可做超过一定的时间（keepAliveTime）时，线程会判断：

• ①如果当前运行的线程数大于corePoolSize，那么这个线程就被停掉
• ②所以线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到corePoolSize的大小

九、线程池抛异常会如何？

如果线程池中执行时，其中一个线程出现异常，是不会影响其他线程执行的。在线程池内部如果其中一个线程出现异常，后面的线程任然可以执行。

十、execute的执行流程

十一、ScheduledThreadPoolExecutor定时线程池

用于处理延时执行任务，或间隔时间循环执行任务的场景，定时线程池ScheduledThreadPoolEcecutor没有非核心线程的概念，都是核心线程，这是他与默认线程池的一点区别。

十二、定时线程池的三种任务提交方式，以及区别

• ①schedule
• ②scheduledAtFixedRate：可能会堆积任务以至于OOM
• ③scheduledWithFixedDelay
  三种提交方式的使用和区别如下代码所示：

//定义一个延时线程池
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool =
                Executors.newScheduledThreadPool(5);
        //延时线程池
        ScheduledFuture<?> schedule = scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("延时线程池，延迟三秒执行！");
            }
        },3,TimeUnit.SECONDS);
        //延时线程池
        ScheduledFuture<?> scheduled2 = scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("延时线程池，延迟一秒执行，不等待上一个任务结束，每三秒执行一次！");
            }
        },1,3,TimeUnit.SECONDS);
        //延时线程池
        ScheduledFuture<?> scheduled3 = scheduledThreadPool.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("延迟线程池，延迟一秒执行，然后等待上一个任务结束，再每三秒执行一次");
            }
        },1,3,TimeUnit.SECONDS);