java面试-线程池使用过吗，谈谈对ThreadPoolExector的理解

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

java

 一、架构说明：

二、为什么使用线程池，优势是什么？

线程池做的工作主要是控制运行的线程的数量，处理过程中将任务放入队列，然后在线程创建后启动这些任务，如果线程数量超过了最大数量，那么超出数量的线程排队等候，等其它线程执行完毕，再从队列中取出任务来执行。

特点：线程复用、控制最大并发数量、管理线程

优点：

  • 降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程来降低线程创建和销毁造成的消耗。

  • 提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。

  • 提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅仅会消耗系统资源，还会降低体统的稳定性，使用线程可以进行统一分配，调优和监控。

2、特点：

newFixedThreadPool()：执行长期任务，性能好很多

newSingleThreadExecutor()：一个任务一个任务顺序执行

newCachedThreadPool()：是一种用来处理大量短时间工作任务的线程池

代码演示：

public class MyThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5); //一次有5个处理线程
//        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
//        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        //真实项目中使用
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(2, 3, 1L, TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(5),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());
        try {
            //模拟10个用户来办理业务
            for (int i = 0; i < 12; i++) {
//                try {
//                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
//                } catch (InterruptedException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
                executorService.execute(() -> {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 办理业务");
                });
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            executorService.shutdown();
        }
    }
}　　

三、ThreadPoolExecutor

    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }　　

四、线程池七大参数介绍

corePoolSize：线程池的核心线程数

maximumPoolSize：线程池的最大线程数，此值必须大于等于1

keepAliveTime：多余的空闲线程的存活时间，线程池数量超过corePoolSize，空闲时间达到keepAliveTime值时，多余空闲线程会被销毁直到剩下corePoolSize个线程为止

TimeUnit：keepAliveTime的单位

workQueue：任务队列，被提交但是尚未被执行的任务

threadFactory：设置创建线程的工厂

RejectedExecutionHandler：拒绝策略，当提交任务数超过maxmumPoolSize+workQueue之和时，任务会交给RejectedExecutionHandler 来处理

五、线程池底层工作原理

1、在创建了线程池后，等待提交过来的任务请求。

2、ThreadPoolExecutor执行execute方法，线程池会做如下判断：

  • 如果当前运行的线程少于corePoolSize，则创建新线程来执行任务（注意，执行这一步骤需要获取全局锁）。

  • 如果运行的线程等于或多于corePoolSize，则将任务加入BlockingQueue。

  • 如果无法将任务加入BlockingQueue（队列已满），则创建新的线程来处理任务（注意，执行这一步骤需要获取全局锁）。

  • 如果创建新线程将使当前运行的线程超出maximumPoolSize，线程池会启用拒绝策略来执行。

3、当一个线程完成任务，会从队列中取下一个任务来执行

4、当线程空闲时间达到keepAliveTime值时，线程池会判断，如果当前线程数大于corePoolSize，那么这个线程就会被停掉。

   所以线程池的所有任务完成后最终会收缩到corePoolSize的大小。

六、线程池的4种拒绝策略

当队列和线程池都满了，说明线程池处于饱和状态，那么必须采取一种策略处理提交的新任务

  • AbortPolicy（默认）：直接抛出现RejectedExecutionException异常。

  • CallerRunsPolicy：该策略既不会抛弃任务，也不会抛出异常，而是将某些任务回退到调用者，从而降低新任务的流量

  • DiscardOldestPolicy：丢弃队列里等待最久的任务，然后把当前任务加入队列中尝试再次提交当前任务。

  • DiscardPolicy：直接丢弃掉，不予任何处理也不抛出异常。

六、工作中线程池实际使用

public class ThreadPoolExecutorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(2, 3, 1L, TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(5),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());
    }
}　　

六、线程池配置合理线程数

 查看电脑cpu核数：

public class CPUCoresDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
    }
}

1、CPU密集型：任务需要大量的运算，而没有阻塞，CPU一直全速运行。

CPU密集型任务配置尽可能的少的线程数量，

公式：CPU核数 + 1个线程的线程池。

2、IO密集型：任务需要大量的IO，即大量的阻塞

由于IO密集型任务线程并不是一直在执行任务，可以多分配一点线程数，如 CPU * 2 。

使用公式：CPU 核数/(1-阻塞系数)；其中阻塞系数在 0.8 ～ 0.9 之间。

　　

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