四种常见线程池的原理,你学会了吗?

2023年 10月 30日 22.5k 0

newFixedThreadPool (固定数目线程的线程池)

newCachedThreadPool (可缓存线程的线程池)

newSingleThreadExecutor (单线程的线程池)

newScheduledThreadPool (定时及周期执行的线程池)

前三种线程池的构造直接调用ThreadPoolExecutor的构造方法。

newSingleThreadExecutor

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

线程池特点:

核心线程数:1

最大线程数:1

阻塞队列是无界队列LinkedBlockingQueue,可能会导致OOM

keepAliveTime:0

工作流程:

1、提交任务

2、线程池是否有一条线程在,如果没有,新建线程执行任务

3、如果有,将任务加到阻塞队列

4、当前的唯一线程,从队列取任务,执行完一个,再继续,一个线程执行任务

适用场景:

适用于串行执行任务的场景,一个任务一个任务地执行

newFixedThreadPool

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

线程池特点:

核心线程数和最大线程数大小一样;

没有所谓的非空闲时间,即keepAliveTime为0;

阻塞队列为无界队列LinkedBlockingQueue,可能会导致OOM;

工作流程:

1、提交任务;

2、如果线程数少于核心线程,创建核心线程执行任务;

3、如果线程数等于核心线程,把任务添加到LinkedBlockingQueue阻塞队列;

4、如果线程执行完任务,去阻塞队列取任务,继续执行。

适用场景:

FixedThreadPool适用于处理CPU密集型的任务,确保CPU在长期被工作线程使用的情况下,尽可能少的分配线程,即适用执行长期的任务。

newCachedThreadPool

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

线程池特点:

核心线程数为0;

最大线程数为Integer.MAX_VALUE,即无限大,可能会因为无线创建线程,导致OOM

阻塞队列是SynchronousQueue

非核心线程空闲存活时间为60s

当提交任务速度大于处理任务的速度时,每次提交一个任务,就必然会创建一个线程。

极端情况下会创建过多的线程,耗尽CPU和内存资源。由于空闲60秒的线程会被终止,长时间保持空闲的CachedThreadPool不会占用任何资源。

工作流程:

提交任务;

因为没有核心线程,所以任务会直接加到SynchronousQueue队列;

判断是否有空闲线程,如果有,就去取出任务执行;

如果没有空闲线程,就新建一个线程执行;

执行完任务的线程,还可以存活60s,如果在这期间接到任务,就可以继续活下去,否则被销毁。

适用场景:

用于并发执行大量短期的小任务。

newScheduleThreadPool

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
  super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS, new DelayedWorkQueue());
}

线程池特点:

最大线程数为Integer.MAX_VALUE,也有OOM风险

阻塞队列是DelayedWorkQueue

keepAliveTime为0

scheduleAtFixedRate():按某种速率周期执行

scheduleWithFixedDelay():在某个延迟后执行

工作机制:

线程从DelayQueue中获取已到期的ScheduledFutureTask(DelayQueue.take())。到期任务是指ScheduledFutureTask的time大于等于当前时间。

线程执行这个ScheduleFutureTask

线程修改ScheduledFutureTask的time变量为下次将要被执行的时间

线程把这个修改time之后的ScheduledFutureTask放回DelayQueue中(DelayQueue.add())。

使用场景:

周期性执行任务的场景,需要限制线程数量的场景。

使用无界队列的线程池会导致什么问题:

例如newFixedThreadPool使用了无界的阻塞队列LinkedBlockingQueue,如果线程获取一个任务后,任务的执行时间比较长,会导致队列的任务越积越多,导致机器内存使用不停飙升,最终导致OOM。

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