Java 线程池详解
目录
一、线程池的概念和作用
二、线程池的实现
三、线程池的参数
四、线程池的工作原理
五、线程池的拒绝策略
六、线程池的使用场景
七、线程池的注意事项
一、线程池的概念和作用
- 概念：线程池是一组预先创建好的线程，它们处于等待状态，随时准备执行任务。当有任务需要执行时，线程池会从空闲线程中选择一个线程来执行任务，任务完成后，线程会返回线程池等待下一个任务。
- 作用：
- 提高系统性能：通过复用线程，减少了线程创建和销毁的开销，从而提高了系统的性能。
- 控制线程数量：可以限制线程的数量，避免过多的线程竞争系统资源，导致系统性能下降。
- 提高资源利用率：线程池可以根据系统的负载情况自动调整线程的数量，提高资源的利用率。
二、线程池的实现
Java 中的线程池主要通过java.util.concurrent.Executor接口和其实现类来实现。其中，java.util.concurrent.Executors类提供了一些方便的工厂方法来创建不同类型的线程池。
- Executor 接口：
Executor接口定义了一个执行任务的方法execute(Runnable command)，该方法接受一个Runnable对象作为参数，表示要执行的任务。 - ExecutorService 接口：
ExecutorService接口继承了Executor接口，并添加了一些用于管理线程池的方法，如提交任务、关闭线程池等。 - ThreadPoolExecutor 类：
ThreadPoolExecutor是线程池的核心实现类，它提供了丰富的构造参数，可以根据不同的需求来创建线程池。
三、线程池的参数
创建线程池时，可以通过ThreadPoolExecutor的构造函数来设置以下参数：
- corePoolSize：核心线程数，即线程池中保持的最小线程数量。
- maximumPoolSize：最大线程数，即线程池中允许的最大线程数量。
- keepAliveTime：当线程数量超过核心线程数时，多余的空闲线程在多长时间内会被销毁。
- unit：
keepAliveTime的时间单位。 - workQueue：任务队列，用于存储等待执行的任务。
- threadFactory：线程工厂，用于创建线程。
- handler：拒绝策略，当任务队列已满且线程数量达到最大线程数时，用于处理无法执行的任务。
四、线程池的工作原理
- 当提交一个任务到线程池时，线程池会按照以下步骤执行任务：
- 如果当前线程数量小于核心线程数，会创建一个新的线程来执行任务。
- 如果当前线程数量大于等于核心线程数，会将任务添加到任务队列中等待执行。
- 如果任务队列已满且当前线程数量小于最大线程数，会创建一个新的线程来执行任务。
- 如果任务队列已满且当前线程数量等于最大线程数，会根据拒绝策略来处理无法执行的任务。
- 当线程执行完任务后，会从任务队列中获取下一个任务继续执行，如果任务队列为空，线程会进入等待状态，直到有新的任务提交。
五、线程池的拒绝策略
当任务队列已满且线程数量达到最大线程数时，线程池会根据拒绝策略来处理无法执行的任务。Java 提供了以下四种拒绝策略：
AbortPolicy：直接抛出RejectedExecutionException异常，阻止系统正常运行。CallerRunsPolicy：将任务回退到调用者，由调用者的线程来执行任务。DiscardPolicy：直接丢弃无法执行的任务，不做任何处理。DiscardOldestPolicy：丢弃任务队列中最旧的任务，然后将当前任务加入任务队列中等待执行。
六、线程池的使用场景
- 服务器端应用：在服务器端应用中，需要处理大量的并发请求，使用线程池可以提高系统的性能和响应速度。
- 批处理任务：对于需要处理大量数据的批处理任务，可以使用线程池来并行处理任务，提高处理效率。
- 定时任务：对于需要定时执行的任务，可以使用线程池来管理定时任务的执行，避免频繁创建和销毁线程。
七、线程池的注意事项
- 合理设置线程池的参数：根据系统的负载情况和任务的特点，合理设置线程池的核心线程数、最大线程数、任务队列大小等参数，以提高系统的性能和资源利用率。
- 避免任务阻塞：如果任务执行时间过长或者可能会阻塞，会导致线程池中的线程被长时间占用，影响系统的性能。可以考虑将任务拆分成多个小任务，或者使用异步执行的方式来避免任务阻塞。
- 正确处理异常：如果任务执行过程中抛出异常，需要正确处理异常，避免异常导致线程池中的线程终止。可以在任务中捕获异常并进行处理，或者使用
try-catch语句来包裹任务的执行。 - 及时关闭线程池：当不再需要使用线程池时，需要及时关闭线程池，释放系统资源。可以使用
shutdown或shutdownNow方法来关闭线程池。
总之，Java 线程池是一种非常实用的机制，它可以提高系统的性能和资源利用率。在使用线程池时，需要根据系统的负载情况和任务的特点，合理设置线程池的参数，并正确处理异常和关闭线程池，以确保系统的稳定运行。