Java并发编程的艺术(十一)——线程池(2)

Executor两级调度模型

在HotSpot虚拟机中,Java中的线程将会被一一映射为操作系统的线程。 在Java虚拟机层面,用户将多个任务提交给Executor框架,Executor负责分配线程执行它们; 在操作系统层面,操作系统再将这些线程分配给处理器执行。

Executor结构

Executor框架中的所有类可以分成三类:

  1. 任务 任务有两种类型:Runnable和Callable。
  2. 任务执行器 Executor框架最核心的接口是Executor,它表示任务的执行器。 Executor的子接口为ExecutorService。 ExecutorService有两大实现类:ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor。
  3. 执行结果 Future接口表示异步的执行结果,它的实现类为FutureTask。

线程池

Executors工厂类可以创建四种类型的线程池,通过Executors.newXXX即可创建。

1. FixedThreadPool

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads){
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads,nThreads,0L,TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
  • 它是一种固定大小的线程池;
  • corePoolSize和maximunPoolSize都为用户设定的线程数量nThreads;
  • keepAliveTime为0,意味着一旦有多余的空闲线程,就会被立即停止掉;但这里keepAliveTime无效;
  • 阻塞队列采用了LinkedBlockingQueue,它是一个无界队列;
  • 由于阻塞队列是一个无界队列,因此永远不可能拒绝任务;
  • 由于采用了无界队列,实际线程数量将永远维持在nThreads,因此maximumPoolSize和keepAliveTime将无效。

2. CachedThreadPool

public static ExecutorService newCachedThreadPool(){
    return new ThreadPoolExecutor(0,Integer.MAX_VALUE,60L,TimeUnit.MILLISECONDS,new SynchronousQueue<Runnable>());
}
  • 它是一个可以无限扩大的线程池;
  • 它比较适合处理执行时间比较小的任务;
  • corePoolSize为0,maximumPoolSize为无限大,意味着线程数量可以无限大;
  • keepAliveTime为60S,意味着线程空闲时间超过60S就会被杀死;
  • 采用SynchronousQueue装等待的任务,这个阻塞队列没有存储空间,这意味着只要有请求到来,就必须要找到一条工作线程处理他,如果当前没有空闲的线程,那么就会再创建一条新的线程。

3. SingleThreadExecutor

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(){
    return new ThreadPoolExecutor(1,1,0L,TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
  • 它只会创建一条工作线程处理任务;
  • 采用的阻塞队列为LinkedBlockingQueue;

4. ScheduledThreadPool

它用来处理延时任务或定时任务。

  • 它接收SchduledFutureTask类型的任务,有两种提交任务的方式:
    1. scheduledAtFixedRate
    2. scheduledWithFixedDelay
  • SchduledFutureTask接收的参数:
    1. time:任务开始的时间
    2. sequenceNumber:任务的序号
    3. period:任务执行的时间间隔
  • 它采用DelayQueue存储等待的任务
    • DelayQueue内部封装了一个PriorityQueue,它会根据time的先后时间排序,若time相同则根据sequenceNumber排序;
    • DelayQueue也是一个无界队列;
  • 工作线程的执行过程:
    • 工作线程会从DelayQueue取已经到期的任务去执行;
    • 执行结束后重新设置任务的到期时间,再次放回DelayQueue

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