女同事问狗哥什么是线程池的阻塞队列？

JavaFish

发布于 2020-10-26 14:43:04

6360

发布于 2020-10-26 14:43:04

文章被收录于专栏：狗哥的 Java 世界狗哥的 Java 世界

线程池

欢迎来到狗哥多线程系列连载。本篇是线程相关的第八篇，前七篇分别是：

创建线程到底有几种方式？

线程有多少种状态？Runnable 一定在执行任务吗？

万字长文，Thread 类源码解析！

wait、notify/notifyAll 解析

线程之生产者消费者模式

狗哥肝了一下午的线程池

线程池的拒绝策略

线程池的内部结构

来源：拉勾教育 Java 并发编程.png

如图所示，线程池的内部结构主要由线程池管理器、工作线程、任务队列以及任务四部分组成。

线程池的阻塞队列

先上张图，表格左侧是线程池，右侧为它们对应的阻塞队列，你可以看到 5 种线程池对应了 3 种阻塞队列。

图源：拉勾教育 Java 并发编程～阻塞队列.png

下面逐一说下它们的特点：

LinkedBlockingQueue，底层是链表结构、采用先进先出原则，默认容量是 Integer.MAX_VALUE，几乎可以认为是无界队列（几乎不可能达到这个数）。而由于 FixedThreadPool 和 SingleThreadExecutor 的线程数是固定的，所以只能用容量无穷大的队列来存任务。
SynchronousQueue，容量为 0，不做存储，只做转发。由于 CachedThreadPool 的最大线程数是 Integer.MAX_VALUE，有任务提交就转发给线程或者创建新线程来执行，并不需要队列存储任务。所以在自定义使用 SynchronousQueue 的线程池应该把最大线程数设置得尽量大，避免任务数大于最大线程数时，没办法把任务放到队列中也没有足够线程来执行任务的情况。
DelayedWorkQueue，内部用的是堆数据结构，初始容量为 16，跟 hashmap 一样动态扩容，对任务延时长短进行排序。

为什么不自动创建线程池？

阿里巴巴 Java 规约也约定了，手动创建线程池，效果会更好。为什么呢？回答这个问题之前，先来看看五种线程池初始化的方法：

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

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

首先是 FixedThreadPool 和 SingleThreadExecutor，它两的问题在于都是用默认容量的无界队列 LinkedBlockingQueue，当任务处理慢时，队列迅速积压任务并占用大量内存，发生 OOM（内存溢出）。所以在使用时我们可以根据业务指定队列长度：

ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 5,
    1 L, TimeUnit.SECONDS,
    new LinkedBlockingQueue < > (3),
    Executors.defaultThreadFactory(),
    new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

然后是 CachedThreadPool，也可以发现一个问题：它默认的最大线程是 Integer.MAX_VALUE，当任务贼多时，它就会不断创建线程，而线程执行比较耗时来不及回收。最终也会造成 OOM，所以应该手动指定最大线程数。

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

最后是 ScheduledThreadPool 和 ScheduledThreadPoolExecutor，这两问题就更大了。首先最大线程数是 Integer.MAX_VALUE，然后阻塞队列是 DelayedWorkQueue，它也是无界队列，最终还是会造成 OOM。

// ScheduledThreadPool
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

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

-END-

如果看到这里，喜欢这篇文章的话，请帮点个好看。微信搜索「一个优秀的废人」，关注后回复「 1024」送你一套完整的 java 教程（包括视频）。回复「 电子书」送你全编程领域电子书 （不只Java）。