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java-线程池(ThreadPoolExecutor)的参数解析

前言

在《阿里巴巴Android开发手册》里面有这样几句话:

【强制】新建线程时,必须通过线程池提供(AsyncTask 或者ThreadPoolExecutor或者其他形式自定义的线程池),不允许在应用中自行显式创建线程。 【强制】线程池不允许使用Executors 去创建,而是通过ThreadPoolExecutor 的方式,这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则,规避资源耗尽的风险。

很多时候为了省事用的都是Executors的方式去创建,感觉也没什么问题,不过阿里工程师的推荐自然是有道理的,以后还是尽量改用ThreadPoolExecutor的方式来创建吧,不过使用ThreadPoolExecutor方式来创建时,需要传入的参数很多,为了加深记忆,这里就简记录一下。

为什么要引入线程池

平时在Android开发的过程中经常会用到多线程异步处理相关任务,每开一个线程都要新建一个Thread对象来处理,这种操作会造成哪些后果呢?

  1. 系统执行多任务时,会为每个任务创建对应的线程,当任务执行结束之后会销毁对应的线程,在这种情况下对象被频繁的创建和销毁。
  2. 当对线程象被频繁时会占用大量的系统资源,在并发的过程中会造成资源竞争出现问题。大量的创建线程还会造成混乱,没有一个统一的管理机制,容易造成应用卡顿。
  3. 大量线程对象被频繁销毁,将会频繁出发GC机制,从而降低性能。

引入线程池的好处:

  1. 重用线程池中的线程,避免因频繁创建和销毁线程造成的性能消耗。
  2. 更加有效的控制线程的最大并发数,防止线程过多抢占资源造成的系统阻塞。
  3. 对线程进行有效的管理。

ThreadPoolExecutor的参数解析

线程池构造函数:

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;
    }

corePoolSize:核心线程数

在创建线程池之后,默认情况下线程池中并没有任何的线程,而是等待任务到来才创建线程去执行任务。除非调用ThreadPoolExecutor#prestartAllCoreThreads() 方法或者是 ThreadPoolExecutor # prestartCoreThread() 方法(从这两个方法的名字就可以看出是预创建线程的意思,即在没有任务到来之前就创建corePoolSize个线程或一个线程)。

当线程池中的线程数目达到 corePoolSize后,新来的任务将会被添加到缓存队列中,也就是那个workQueue。

注:很多人不知道这个数该填多少合适,其实也不必特别纠结,根据实际情况填写就好,实在不知道,就按照阿里工程师的写法取下列值就好了

int NUMBER_OF_CORES = Runtime.getRuntime().availableProcessors();

maximumPoolSize:线程池中的最大线程数

表示线程池中最多可以创建多少个线程,很多人以为它的作用是这样的:”当线程池中的任务数超过 corePoolSize 后,线程池会继续创建线程,直到线程池中的线程数小于maximumPoolSize,其实这种理解是完全错误的。

它真正的作用是:当线程池中的线程数等于 corePoolSize 并且 workQueue 已满,这时就要看当前线程数是否大于maximumPoolSize,如果小于maximumPoolSize 定义的值,则会继续创建线程去执行任务, 否则将会调用去相应的任务拒绝策略来拒绝这个任务。

另外,超过 corePoolSize的线程被称做"Idle Thread", 这部分线程会有一个最大空闲存活时间(keepAliveTime),如果超过这个空闲存活时间还没有任务被分配,则会将这部分线程进行回收。

keepAliveTime:控制"idle Thread"的空闲存活时间

这个idle Thread就是上面提到的超过 corePoolSize 后新创建的那些线程,默认情况下,只有当线程池中的线程数大于corePoolSize,且这些"idle Thread"并没有被分配任务时,这个参数才会起作用。

另外,如果调用了 ThreadPoolExecutor#allowCoreThreadTimeOut(boolean) 的方法,在线程池中的线程数不大于corePoolSize,且这些core Thread 也没有被分配任务时,keepAliveTime 参数也会起作用。

unit:参数keepAliveTime的时间单位

共7种取值,在TimeUtil中定义:

TimeUnit.DAYS;              //天
TimeUnit.HOURS;             //小时
TimeUnit.MINUTES;           //分钟
TimeUnit.SECONDS;           //秒
TimeUnit.MILLISECONDS;      //毫秒
TimeUnit.MICROSECONDS;      //微妙
TimeUnit.NANOSECONDS;       //纳秒

workQueue:组赛队列

如果当前线程池中的线程数目>=corePoolSize,则每来一个任务,会尝试将其添加到该队列当中,注意只要超过了 corePoolSize 就会把任务添加到该缓存队列,添加可能成功也可能不成功,如果成功的话就会等待空闲线程去执行该任务,若添加失败(一般是队列已满),就会根据当前线程池的状态决定如何处理该任务(若线程数 < maximumPoolSize 则新建线程;若线程数 >= maximumPoolSize,则会根据拒绝策略做具体处理)。

常用的阻塞队列有:

//基于数组的先进先出队列,此队列创建时必须指定大小;
1)ArrayBlockingQueue  
//基于链表的先进先出队列,如果创建时没有指定此队列大小,则默认为Integer.MAX_VALUE; 
2)LinkedBlockingQueue 
//这个队列比较特殊,它不会保存提交的任务,而是将直接新建一个线程来执行新来的任务。 
3)synchronousQueue    

threadFactory:线程工厂

用来为线程池创建线程,当我们不指定线程工厂时,线程池内部会调用Executors.defaultThreadFactory()创建默认的线程工厂,其后续创建的线程优先级都是Thread.NORM_PRIORITY。如果我们指定线程工厂,我们可以对产生的线程进行一定的操作。

handler:拒绝执行策略

当线程池的缓存队列已满并且线程池中的线程数目达到maximumPoolSize,如果还有任务到来就会采取任务拒绝策略,通常有以下四种策略:

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:       // 丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy:      // 也是丢弃任务,但是不抛出异常。
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy:  // 丢弃队列最前面的任务,然后重新尝试执行任务(重复此过程)
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy:    // 由调用线程处理该任务

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