Java執行緒池之ThreadPoolExecutor

武臘福發表於2018-12-19
Java執行緒thread

針對android中的多執行緒請求，本文主要介紹 android中執行緒池的基本使用。

1：執行緒池的分類

FixedThreadPool:它是一種執行緒數量固定的執行緒池，當執行緒處於空閒狀態時，它們並不會被回收，除非執行緒池被關閉，當所有的執行緒都處於活動狀態時，新任務都會處於等待狀態，直到有執行緒空閒出來。該執行緒池中只有核心執行緒，並且這些核心執行緒不會被回收，這意味著它能夠更加快速的響應外界的請求。
CachedThreadPool: 該執行緒池中執行緒數量不固定，並且內部只有非核心執行緒，其執行緒的最大值為 Integer.MAX_VALUE。所以可以認為該執行緒池中的執行緒數量可以任意大。該執行緒池的特定是當執行緒池中的執行緒都處於活動狀態時，執行緒池會建立新的執行緒來處理新的任務，否則就會利用空閒的執行緒來處理新的任務。該執行緒池中的空閒執行緒都有超時機制，這個超時時長為 60s ，超過60s 空閒執行緒就會被回收。
ScheduledThreadPool: 該執行緒池中包含核心執行緒以及非核心執行緒，核心執行緒數量是固定的，而非核心執行緒數量是沒有限制的，並且當非核心執行緒閒置時會被立即回收。
SingleThreadExecutor:該執行緒池是一個單例執行緒，其內部只有一個核心執行緒。

2：執行緒池的基本使用

FixedThreadPool：

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(4)
fixedThreadPool.execute(runnable)複製程式碼

CachedThreadPool：

 ExecutorService cacheThreadPool = Executors.newCachedThreadPool()
 cacheThreadPool.execute(runnable)複製程式碼

ScheduledThreadPool：

 ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(4)
 scheduledThreadPool.schedule(runnable3, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS)複製程式碼

SingleThreadExecutor：

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor()
singleThreadExecutor.execute(runnable)複製程式碼

2：執行緒池的基本使用

FixedThreadPool：

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(4)
fixedThreadPool.execute(runnable)複製程式碼

CachedThreadPool：

 ExecutorService cacheThreadPool = Executors.newCachedThreadPool()
 cacheThreadPool.execute(runnable)複製程式碼

ScheduledThreadPool：

 ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(4)
 scheduledThreadPool.schedule(runnable3, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS)複製程式碼

SingleThreadExecutor：

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor()
singleThreadExecutor.execute(runnable)複製程式碼

3： 執行緒池構造解析

android中執行緒池概念來源於java中的Executor，而Executor通過原始碼我們可以看出是一個介面；

public interface Executor {
    void execute(Runnable command);
}
複製程式碼

內部只包含一個抽象方法 execute（….）;

同時android中 重新定義了ExecutorService介面去繼承上述介面；

public interface ExecutorService extends Executor｛｝複製程式碼

而 ExecutorService 介面的實現類是：

public abstract class AbstractExecutorService implements ExecutorService｛｝複製程式碼

抽象類AbstractExecutorService 的具體實現是：

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService｛｝複製程式碼

通過上述關係可以看到執行緒池的真正實現為ThreadPoolExecutor，在ThreadPoolExecutor 中提供了一系列的引數來建立不同的執行緒池。
下面我們來看ThreadPoolExecutor的建構函式：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {}複製程式碼

內部引數：

corePoolSize:執行緒的核心執行緒數；
maximumPoolSize：執行緒池所能容納的最大執行緒數：
keepAliveTime：非核心執行緒閒置時的超時市場，超過這個時長非核心執行緒就會被回收
unit：用於指定keepAliveTime 的單位
workQueue：執行緒池中的任務佇列
threadFactory：執行緒工廠，為執行緒池提供建立新執行緒的功能
handler：當執行緒池無法執行新的任務時，會呼叫handler的rejectedEcexutor方法來通知呼叫者。該引數不常用，可以忽略。
通過原始碼我們可以看到google是通過工廠方式去建立各種執行緒池，具體原始碼我們可以通過

public class Executors｛｝複製程式碼

該類可以看到內部通過各種方法去獲取不同的執行緒池。

下面我們根據Executors 中各個方法去看各個執行緒池是如何實現的。

FixedThreadPool：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue());
    }複製程式碼

FixedThreadPool 通過呼叫 ThreadPoolExecutor建構函式 可以看出實質上是通過外部設定了 核心執行緒數，以及非核心執行緒數。
CachedThreadPool：

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue());
    }複製程式碼

CachedThreadPool 內部可以看出實質上 核心執行緒數為0 ，而非核心執行緒數為Int最大值
SingleThreadExecutor：

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue()));
    }複製程式碼

SingleThreadExecutor 可以看出實質上是核心執行緒數以及非核心執行緒數均為1；

ScheduledThreadPool：

 public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
        return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
    }


public class ScheduledThreadPoolExecutor
        extends ThreadPoolExecutor
        implements ScheduledExecutorService {
        ....
         public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
                super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
                      DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
                      new DelayedWorkQueue());
            }
            ....
    }複製程式碼

ScheduledThreadPool 可以看出核心執行緒數是通過外部設定，而非核心執行緒數實質是int的最大值。

4 : 執行緒池的基本執行流程

1：如果執行緒池中核心執行緒未達到上限那麼，則會直接啟動一個核心執行緒去執行任務；
2：如果核心執行緒達到上限，那麼會將任務放到任務佇列中，等待執行，
3：如果任務無法插入到任務佇列中，則會開啟一個非核心執行緒去執行任務，
4：如果執行緒池中的執行緒已經達到執行緒數量的上限，則將不會去執行任務，ThreadPoolExecutor將會呼叫RejectedExecutionHandler的rejectedExecution方法通知呼叫者。

以下通過圖示來說明：

這裡寫圖片描述


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