Java利用執行緒工廠監控執行緒池

炒燜煎糖板栗發表於2021-04-10

ThreadFactory

執行緒池中的執行緒從哪裡來呢?就是ThreadFoctory

public interface ThreadFactory {
    Thread newThread(Runnable r);
}

Threadfactory裡面有個介面,當執行緒池中需要建立執行緒就會呼叫該方法,也可以自定義執行緒工廠

public class ThreadfactoryText {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable runnable=new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                int num=new Random().nextInt(10);
                System.out.println(Thread.currentThread().getId()+"--"+System.currentTimeMillis()+"--睡眠"+num);
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(num);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        //建立執行緒池 使用自定義執行緒工廠 採用預設的拒絕策略
        ExecutorService executorService=new ThreadPoolExecutor(5, 5, 0, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<>(), new ThreadFactory() {
            @Override
            public Thread newThread(Runnable r) {
                Thread t=new Thread(r);
                t.setDaemon(true);//設定為守護執行緒,當主執行緒執行結束,執行緒池中執行緒也會被釋放
                System.out.println("建立了執行緒"+t);
                return t;
            }
        });
        //提交五個任務
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            executorService.submit(runnable);
        }
    }
}

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當執行緒提交超過五個任務時,執行緒池會預設丟擲異常

監控執行緒池

ThreadPoolExcutor提供了一組方法用於監控執行緒池

int getActiveCount()//獲得執行緒池只當前的獲得執行緒數量
long getCompletedTaskCount()//返回執行緒池完成任務數量
int getCorePoolSize()//執行緒池中核心任務數量
int getLargestPoolSize() //返回執行緒池中曾經達到執行緒的最大數
int getMaximumPoolSize()//返回執行緒池的最大容量
int getPoolSize()//返回執行緒大小
BlockingQueue<Runnable> getQueue()//返回阻塞佇列
long getTaskCount()//返回執行緒池收到任務總數

public class Text {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getId() + "執行緒開始執行--" + System.currentTimeMillis());
                try {
                    Thread.sleep(10000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        //建立執行緒池 使用預設執行緒工廠 有界佇列  採用DiscardPolicy策略
        ThreadPoolExecutor executorService = new ThreadPoolExecutor(2, 5, 0, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(5),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());
        //提交五個任務
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            executorService.submit(runnable);
            System.out.println("當前執行緒核心執行緒數"+executorService.getCorePoolSize()+",最大執行緒數:"+executorService.getMaximumPoolSize()+",當前執行緒池大小:"+executorService.getPoolSize()+"活動執行緒數:"+executorService.getActiveCount()+",收到任務:"+executorService.getTaskCount()+"完成任務數:"+executorService.getCompletedTaskCount()+"等待任務數:"+executorService.getQueue().size());
            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);
        }
        System.out.println("-------------------");
        while (executorService.getActiveCount()>=0)//繼續對執行緒池進行檢測
        {
          System.out.println("當前執行緒核心執行緒數"+executorService.getCorePoolSize()+",最大執行緒數:"+executorService.getMaximumPoolSize()+",當前執行緒池大小:"+executorService.getPoolSize()+"活動執行緒數:"+executorService.getActiveCount()+",收到任務:"+executorService.getTaskCount()+"完成任務數:"+executorService.getCompletedTaskCount()+"等待任務數:"+executorService.getQueue().size());
            Thread.sleep(1000);//每1秒檢測一次
        }

    }
}

當執行緒池大小達到了核心執行緒數,執行緒會被放在等待佇列。當執行緒池等待佇列已滿會開啟新的執行緒。噹噹前執行緒大小達到最大執行緒數,等待佇列也滿了,再提交的話會執行DiscardPolicy策略,直接丟棄這個無法處理的任務,最後30個任務只剩下15個了。

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原理如圖:

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擴充套件執行緒池

有時候需要對執行緒池進行擴充套件,如在監控每個任務開始和結束時間,或者自定義其他增強功能。

ThreadPoolExecutor執行緒池提供了兩個方法:

protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) { }
protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) { }

執行緒池執行某個任務前會執行beforeExecute()方法,執行後會呼叫afterExecute()方法

檢視ThreadPoolExecutor原始碼,在該類中定義了一個內部類Worker,ThreadPoolExecutor執行緒池的工作執行緒就是Worker類的例項,Worker例項在執行時會呼叫beforeExecute與afterExecute方法。

public void run() {
            runWorker(this);
}
final void runWorker(Worker w) {
                try {
                    beforeExecute(wt, task);
                    try {
                        task.run();
                        afterExecute(task, null);
                    } catch (Throwable ex) {
                        afterExecute(task, ex);
                        throw ex;
                    }
                } finally {
                    task = null;
                    w.completedTasks++;
                    w.unlock();
                }
            }
    }      

部分程式碼已省略,執行緒執行前會呼叫beforeExecute,執行後會呼叫afterExecute方法。

擴充套件執行緒池示例

package com;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Text07 {
    public static void main(String[] args) {

        //定義擴充套件執行緒池 定義執行緒池類繼承ThreadPoolExecutor,然後重寫其他方法
        ExecutorService threadPoolExecutor=
 new ThreadPoolExecutor(5,5,0, TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingDeque<>()){
     //在內部類重寫開始方法
     @Override
     protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) {
         System.out.println(t.getId()+"執行緒準備執行任務"+((Mytask)r).name);
     }
     //在內部類重寫結束方法
     @Override
     protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
         System.out.println(((Mytask)r).name+"執行完成");
     }
     //執行緒池退出
     @Override
     protected void terminated() {
         System.out.println("執行緒池退出");
     }
 };
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Mytask mytask=new Mytask("Thread"+i);
            threadPoolExecutor.execute(mytask);
        }
    }
    private  static  class  Mytask implements Runnable
    {
        private  String name;

        public  Mytask(String name)
        {
            this.name=name;
        }
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(name+"正在被執行"+Thread.currentThread().getId());
            try {
                Thread.sleep(1000);//模擬任務時長
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

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優化執行緒池大小

執行緒池大小對系統效能有一定影響,過大或者過小都無法方法發揮系統最佳效能,不需要非常精確,只要避免極大或者極小就可以了,一般來說執行緒池大小大姚考慮CPU數量

執行緒池大小=CPU數量 * 目標CPU使用率*(1+等待時間與計算時間的比)

執行緒池死鎖

如果執行緒池執行中,任務A在執行過程中提交了任務B,任務B新增到執行緒池中的等待佇列,如果A的結束需要B的執行結果,而B執行緒需要等待A執行緒執行完畢,就可能會使其他所有工作執行緒都處於等待狀態,待這些任務在阻塞佇列中執行。執行緒池中沒有可以對阻塞佇列進行處理的執行緒,就會一直等待下去照成死鎖。

適合給執行緒池提交相互獨立的任務,而不是彼此依賴的任務,對於彼此依賴的任務,可以考慮分別提交給不同的執行緒池來處理。

執行緒池異常資訊捕獲

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Text09 {
    public static void main(String[] args) {
        //建立執行緒池
        ExecutorService executorService=new ThreadPoolExecutor(5,5,0, TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<>());
        //向執行緒池中新增兩個數相處計算的任務
        for (int i = 0; i <5 ; i++) {
            executorService.submit(new Text(10,i));
        }

    }
    private  static class  Text implements  Runnable
    {
        private  int x;
        private  int y;
        public  Text(int x,int y)
        {
            this.x=x;
            this.y=y;
        }
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"執行緒x/y結果的為"+x+"/"+y+"="+(x/y));
        }
    }
}

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可以看到只有四條結果,實際向執行緒池提交了五個任務,但是當i==0時,產生了算術異常,執行緒池把該異常吃掉了,導致我們對該異常一無所知

解決辦法:

1.把submit改為execute

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2.對執行緒池進行擴充套件,對submit進行包裝

package com;

import java.util.concurrent.*;

public class Text09 {
    public static void main(String[] args) {
        //建立執行緒池  使用自定義的執行緒池
        ExecutorService executorService=new TranceThreadPoorExcuter(5,5,0, TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<>());
        //向執行緒池中新增兩個數相處計算的任務
        for (int i = 0; i <5 ; i++) {
            executorService.submit(new Text(10,i));
        }

    }
    public  static class  Text implements  Runnable
    {
        public  int x;
        public  int y;
        public  Text(int x,int y)
        {
            this.x=x;
            this.y=y;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"執行緒x/y結果的為"+x+"/"+y+"="+(x/y));
        }
    }
    //自定義執行緒池類 對TranceThreadPoorExcuter進行擴充套件
    private  static  class  TranceThreadPoorExcuter extends  ThreadPoolExecutor
    {

        public TranceThreadPoorExcuter(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
            super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue);
        }
        //定義一個方法用於傳入兩個引數 第一個是要接受的任務 第二個是Exception
        public  Runnable warp(Runnable r,Exception e)
        {
            return new Runnable() {
                @Override
                public void run() {

                    try {
                        r.run();
                    }
                    catch (Exception e1)
                    {
                        e.printStackTrace();
                        throw e1;
                    }
                }
            };
        }
        //重寫submit方法
        @Override
        public Future<?> submit(Runnable task) {
            return super.submit(warp(task,new Exception("客戶跟蹤異常")));
        }
        //還可以重寫excute方法
    }
}

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此方法使用了自定義的執行緒池,重寫執行緒池中的submit方法,在submit方法中,把要傳入的任務引數帶一個捕獲異常資訊的功能就可以捕獲執行緒池異常。

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