概述

Executor 框架最核心的類是 ThreadPoolExecutor，它是線程池的實(shí)現(xiàn)類，主要由下列 4 個組件構(gòu)成。

• corePool：核心線程池的大小。
• maximumPool：最大線程池的大小。
• BlockingQueue：用來暫時保存任務(wù)的工作隊(duì)列。
• RejectedExecutionHandler：當(dāng) ThreadPoolExecutor 已經(jīng)關(guān)閉或 ThreadPoolExecutor 已經(jīng)飽和時（達(dá)到了最大線程池大小且工作隊(duì)列已滿），execute()方法將要調(diào)用的 Handler。

通過 Executor 框架的工具類 Executors，可以創(chuàng)建 3 種類型的 ThreadPoolExecutor。

• FixedThreadPool
• SingleThreadExecutor
• CachedThreadPool

FixedThreadPool 詳解

FixedThreadPool 被稱為可重用固定線程數(shù)的線程池。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
     return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                 new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

FixedThreadPool 的 corePoolSize 和 maximumPoolSize 都被設(shè)置為創(chuàng)建 FixedThreadPool 時指定的參數(shù) nThreads。

當(dāng)線程池中的線程數(shù)大于 corePoolSize 時，keepAliveTime 為多余的空閑線程等待新任務(wù)的最長時間，超過這個時間后多余的線程將被終止。

這里把 keepAliveTime 設(shè)置為 0L，意味著多余的空閑線程會被立即終止。

1) 如果當(dāng)前運(yùn)行的線程數(shù)少于 corePoolSize，則創(chuàng)建新線程來執(zhí)行任務(wù)。

2) 在線程池完成預(yù)熱之后（當(dāng)前運(yùn)行的線程數(shù)等于 corePoolSize），將任務(wù)加入 LinkedBlockingQueue。

3) 線程執(zhí)行完 1 中的任務(wù)后，會在循環(huán)中反復(fù)從 LinkedBlockingQueue 獲取任務(wù)來 執(zhí)行。

4) FixedThreadPool 使用無界隊(duì)列 LinkedBlockingQueue 作為線程池的工作隊(duì)列（隊(duì)列的容量為 Integer.MAX_VALUE）。

使用無界隊(duì)列作為工作隊(duì)列會對線程池帶來如下影響。

• 當(dāng)線程池中的線程數(shù)達(dá)到 corePoolSize 后，新任務(wù)將在無界隊(duì)列 中等待，因此線程池中的線程數(shù)不會超過 corePoolSize。
• 由于 1，使用無界隊(duì)列時 maximumPoolSize 將是一個無效參數(shù)。
• 由于 1 和 2，使用無界隊(duì)列時 keepAliveTime 將是一個無效參數(shù)。
• 由于使用無界隊(duì)列，運(yùn)行中的 FixedThreadPool（未執(zhí)行方法 shutdown()或 shutdownNow()）不會拒絕任務(wù)（不會調(diào)用 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution 方法）。

SingleThreadExecutor 詳解

SingleThreadExecutor 是使用單個 worker 線程的 Executor。

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
     return new FinalizableDelegatedExecutorService(
             new ThreadPoolExecutor(
                    1, 
                    1, 
                    0L, 
                    TimeUnit.MILLISECONDS, 
                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()
             )
         );
}

SingleThreadExecutor 的 corePoolSize 和 maximumPoolSize 被設(shè)置為1。

其他參數(shù)與 FixedThreadPool 相同。

SingleThreadExecutor 使用無界隊(duì)列 LinkedBlockingQueue 作為線程池的工作隊(duì)列（隊(duì)列的容量為 Integer.MAX_VALUE）。

SingleThreadExecutor 使用無界隊(duì)列作為工作隊(duì)列對線程池帶來的影響與 FixedThreadPool 相同。

1) 如果當(dāng)前運(yùn)行的線程數(shù)少于 corePoolSize（即線程池中無運(yùn)行的線程），則創(chuàng)建一個新線程來執(zhí)行任務(wù)。

2) 在線程池完成預(yù)熱之后（當(dāng)前線程池中有一個運(yùn)行的線程），將任務(wù)加入 LinkedBlockingQueue。

3) 線程執(zhí)行完 1 中的任務(wù)后，會在一個無限循環(huán)中反復(fù)從 LinkedBlockingQueue 獲取任務(wù)來執(zhí)行。

CachedThreadPool 詳解

CachedThreadPool 是一個會根據(jù)需要創(chuàng)建新線程的線程池。

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
     return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS,
             new SynchronousQueue<Runnable>());
}

CachedThreadPool 的 corePoolSize 被設(shè)置為 0，即 corePool 為空；maximumPoolSize 被設(shè)置為 Integer.MAX_VALUE，即 maximumPool 是無界的。這里把 keepAliveTime 設(shè)置為 60L，意味著 CachedThreadPool 中的空閑線程等待新任務(wù)的最長時間為 60 秒，空閑線程超過 60 秒后將會被終止。

FixedThreadPool 和 SingleThreadExecutor 使用無界隊(duì)列 LinkedBlockingQueue 作為線程池的工作隊(duì)列。

CachedThreadPool 使用沒有容量的 SynchronousQueue 作為線程池的工作隊(duì)列，但 CachedThreadPool 的 maximumPool 是無界的。

這意味著，如果主線程提交任務(wù)的速度高于 maximumPool 中線程處理任務(wù)的速度時，CachedThreadPool 會不斷創(chuàng)建新線程。極端情況下， CachedThreadPool 會因?yàn)閯?chuàng)建過多線程而耗盡 CPU 和內(nèi)存資源。

1) 首先執(zhí)行 SynchronousQueue.offer（Runnable task）。如果當(dāng)前 maximumPool 中有空閑線程正在執(zhí)行 SynchronousQueue.poll（keepAliveTime， TimeUnit.NANOSECONDS），那么主線程執(zhí)行 offer 操作與空閑線程執(zhí)行的 poll 操作配對成功，主線程把任務(wù)交給空閑線程執(zhí)行，execute()方法執(zhí)行完成；否則執(zhí)行下面的步驟 2）。

2) 當(dāng)初始 maximumPool 為空，或者 maximumPool 中當(dāng)前沒有空閑線程時，將沒有線程執(zhí)行 SynchronousQueue.poll（keepAliveTime， TimeUnit.NANOSECONDS）。這種情況下，步驟 1）將失敗。此時 CachedThreadPool 會創(chuàng)建一個新線程執(zhí)行任務(wù)，execute()方法執(zhí)行完成。

3) 在步驟 2）中新創(chuàng)建的線程將任務(wù)執(zhí)行完后，會執(zhí)行 SynchronousQueue.poll （keepAliveTime，TimeUnit.NANOSECONDS）。這個 poll 操作會讓空閑線程最多在 SynchronousQueue 中等待 60 秒鐘。如果 60 秒鐘內(nèi)主線程提交了一個新任務(wù)（主線程執(zhí)行步驟 1）），那么這個空閑線程將執(zhí)行主線程提交的新任務(wù)；否則，這個空閑線程將終止。由于空閑 60 秒的空閑線程會被終止，因此長時間保持空閑的 CachedThreadPool 不會使用任何資源。

SynchronousQueue 是一個沒有容量的阻塞隊(duì)列。每個插入操作必須等 待另一個線程的對應(yīng)移除操作，反之亦然。CachedThreadPool 使用 SynchronousQueue， 把主線程提交的任務(wù)傳遞給空閑線程執(zhí)行。

CachedThreadPool 的任務(wù)傳遞示意圖

到此這篇關(guān)于Java中的ThreadPoolExecutor線程池詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)ThreadPoolExecutor線程池內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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