執行緒池介紹

菜鳥的java世界發表於2020-07-22
執行緒

執行緒池

“執行緒池”，顧名思義就是一個執行緒快取，執行緒是稀缺資源，如果被無限制的建立，不僅會消耗系統資源，還會降低系統的穩定性，因此Java中提供執行緒池對執行緒進行統一分配、調優和監控

執行緒池介紹

在web開發中，伺服器需要接受並處理請求，所以會為一個請求來分配一個執行緒來進行處理。如果每次請求都新建立一個執行緒的話實現起來非常簡便，但是存在一個問題：如果併發的請求數量非常多，但每個執行緒執行的時間很短，這樣就會頻繁的建立和銷燬執行緒，如此一來會大大降低系統的效率。可能出現伺服器在為每個請求建立新執行緒和銷燬執行緒上花費的時間和消耗的系統資源要比處理實際的使用者請求的時間和資源更多。那麼有沒有一種辦法使執行完一個任務，並不被銷燬，而是可以繼續執行其他的任務呢？
這就是執行緒池的目的了。執行緒池為執行緒生命週期的開銷和資源不足問題提供瞭解決方案。通過對多個任務重用執行緒，執行緒建立的開銷被分攤到了多個任務上。

什麼時候使用執行緒池？

單個任務處理時間比較短
需要處理的任務數量很大

執行緒池優勢

重用存在的執行緒，減少執行緒建立，消亡的開銷，提高效能提高響應速度。當任務到達時，任務可以不需要的等到執行緒建立就能立即執行。提高執行緒的可管理性。執行緒是稀缺資源，如果無限制的建立，不僅會消耗系統資源，還會降低系統的穩定性，使用執行緒池可以進行統一的分配，調優和監控。

Runnable,Thread,Callable

// 實現Runnable介面的類將被Thread執行，表示一個基本的任務
public interface Runnable {
// run方法就是它所有的內容，就是實際執行的任務
public abstract void run();
}
//Callable同樣是任務，與Runnable介面的區別在於它接收泛型，同時它執行任務後帶
有返回內容
public interface Callable<V> {
// 相對於run方法的帶有返回值的call方法
V call() throws Exception;
}
啟動執行緒一定是start()方法，run方法只是任務單元；

Executor下有一個重要子介面ExecutorService，其中定義了執行緒池的具體行為

1，execute（Runnable command）：履行Ruannable型別的任務,
2，submit（task）：可用來提交Callable或Runnable任務，並返回代表此任務的Future
物件
3，shutdown（）：在完成已提交的任務後封閉辦事，不再接管新任務,
4，shutdownNow（）：停止所有正在履行的任務並封閉辦事。
5，isTerminated（）：測試是否所有任務都履行完畢了。
6，isShutdown（）：測試是否該ExecutorService已被關閉。

執行緒池的建立

執行緒池的具體實現
ThreadPoolExecutor 預設執行緒池
ScheduledThreadPoolExecutor 定時執行緒池
我們一般建立執行緒池用工具類 
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);

// 構造方法

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {

//第一個nThreads 核心執行緒數，
//最大nThreads最大執行緒數
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

執行緒最大數=核心執行緒數+非核心執行緒數
首先由核心執行緒執行任務，新來的任務進入到阻塞佇列，當核心執行緒數到達最大值，而任務佇列滿的時候，建立非核心執行緒，新來的任務由非核心執行緒執行，
當執行緒達到最大數，而且任務阻塞佇列已經滿的時候新來的任務只能執行拒絕策略。

 

 



執行緒池重點屬性

ctl 是對執行緒池的執行狀態和執行緒池中有效執行緒的數量進行控制的一個欄位， 它包含兩部分的資訊: 執行緒池的執行狀態 (runState) 和執行緒池內有效執行緒的數量 (workerCount)，這裡可以看到，使用了Integer型別來儲存，高3位儲存runState，低29位儲存workerCount。COUNT_BITS 就是29，CAPACITY就是1左移29位減1（29個1），這個常量表示workerCount的上限值，大約是5億。
private static int runStateOf(int c) { return c & ~CAPACITY; }
private static int workerCountOf(int c) { return c & CAPACITY; }
private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }
runStateOf：獲取執行狀態；
workerCountOf：獲取活動執行緒數；
ctlOf：獲取執行狀態和活動執行緒數的值。
執行緒池的狀態解讀
執行緒池存在5種狀態
RUNNING = ­1 << COUNT_BITS; //高3位為111
SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS; //高3位為000
STOP = 1 << COUNT_BITS; //高3位為001
TIDYING = 2 << COUNT_BITS; //高3位為010
TERMINATED = 3 << COUNT_BITS; //高3位為011

1、RUNNING

(1) 狀態說明：執行緒池處在RUNNING狀態時，能夠接收新任務，以及對已新增的任務進行處理。
(02) 狀態切換：執行緒池的初始化狀態是RUNNING。換句話說，執行緒池被一旦被建立，就處於RUNNING狀態，並且執行緒池中的任務數為0！

2、 SHUTDOWN

(1) 狀態說明：執行緒池處在SHUTDOWN狀態時，不接收新任務，但能處理已新增的任務。包括處理已經新增到阻塞佇列中的任務
(2) 狀態切換：呼叫執行緒池的shutdown()介面時，執行緒池由RUNNING -> SHUTDOWN。

3、STOP

(1) 狀態說明：執行緒池處在STOP狀態時，不接收新任務，不處理已新增的任務，並且會中斷正在處理的任務。
(2) 狀態切換：呼叫執行緒池的shutdownNow()介面時，執行緒池由(RUNNING orSHUTDOWN ) -> STOP

4、TIDYING

(1) 狀態說明：當所有的任務已終止，ctl記錄的”任務數量”為0，執行緒池會變為TIDYING狀態。當執行緒池變為TIDYING狀態時，會執行鉤子函式terminated()。terminated()在ThreadPoolExecutor類中是空的，
若使用者想線上程池變為TIDYING時，進行相應的處理；可以通過過載terminated()函式來實現。
(2) 狀態切換：當執行緒池在SHUTDOWN狀態下，阻塞佇列為空並且執行緒池中執行的任務也為空時，就會由 SHUTDOWN -> TIDYING。 當執行緒池在STOP狀態下，執行緒池中執行的任務為空時，就會由STOP -> TIDYING。

5、 TERMINATED

(1) 狀態說明：執行緒池徹底終止，就變成TERMINATED狀態。
(2) 狀態切換：執行緒池處在TIDYING狀態時，執行完terminated()之後，就會由 TIDYING -> TERMINATED。

進入TERMINATED的條件如下：

執行緒池不是RUNNING狀態；
執行緒池狀態不是TIDYING狀態或TERMINATED狀態；
如果執行緒池狀態是SHUTDOWN並且workerQueue為空；
workerCount為0；
設定TIDYING狀態成功。

 

 


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