深入学习Java线程池

在前面的例子中,我们都是通过new Thread来创建一个线程,由于线程的创建和销毁都需要消耗一定的CPU资源,所以在高并发下这种创建线程的方式将严重影响代码执行效率。而线程池的作用就是让一个线程执行结束后不马上销毁,继续执行新的任务,这样就节省了不断创建线程和销毁线程的开销。

ThreadPoolExecutor

创建Java线程池最为核心的类为ThreadPoolExecutor

QQ截图20190630215357.png

它提供了四种构造函数来创建线程池,其中最为核心的构造函数如下所示:

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public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)

这7个参数的含义如下:

  1. corePoolSize 线程池核心线程数。即线程池中保留的线程个数,即使这些线程是空闲的,也不会被销毁,除非通过ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut(true)方法开启了核心线程的超时策略;

  2. maximumPoolSize 线程池中允许的最大线程个数;

  3. keepAliveTime 用于设置那些超出核心线程数量的线程的最大等待时间,超过这个时间还没有新任务的话,超出的线程将被销毁;

  4. unit 超时时间单位;

  5. workQueue 线程队列。用于保存通过execute方法提交的,等待被执行的任务;

  6. threadFactory 线程创建工程,即指定怎样创建线程;

  7. handler 拒绝策略。即指定当线程提交的数量超出了maximumPoolSize后,该使用什么策略处理超出的线程。

在通过这个构造方法创建线程池的时候,这几个参数必须满足以下条件,否则将抛出IllegalArgumentException异常:

  1. corePoolSize不能小于0;

  2. keepAliveTime不能小于0;

  3. maximumPoolSize 不能小于等于0;

  4. maximumPoolSize不能小于corePoolSize;

此外,workQueue、threadFactory和handler不能为null,否则将抛出空指针异常。

下面举些例子来深入理解这几个参数的含义。

使用上面的构造方法创建一个线程池:

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ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
1, 2, 10,
TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(1), (ThreadFactory) Thread::new,
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
System.out.println("线程池创建完毕");

int activeCount = -1;
int queueSize = -1;
while (true) {
if (activeCount != threadPoolExecutor.getActiveCount()
|| queueSize != threadPoolExecutor.getQueue().size()) {
System.out.println("活跃线程个数 " + threadPoolExecutor.getActiveCount());
System.out.println("核心线程个数 " + threadPoolExecutor.getCorePoolSize());
System.out.println("队列线程个数 " + threadPoolExecutor.getQueue().size());
System.out.println("最大线程数 " + threadPoolExecutor.getMaximumPoolSize());
System.out.println("------------------------------------");
activeCount = threadPoolExecutor.getActiveCount();
queueSize = threadPoolExecutor.getQueue().size();
}
}

上面的代码创建了一个核心线程数量为1,允许最大线程数量为2,最大活跃时间为10秒,线程队列长度为1的线程池。

假如我们通过execute方法向线程池提交1个任务,看看结果如何:

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ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
1, 2, 10,
TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(1), (ThreadFactory) Thread::new,
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
System.out.println("线程池创建完毕");

threadPoolExecutor.execute(() -> sleep(100));

int activeCount = -1;
int queueSize = -1;
while (true) {
if (activeCount != threadPoolExecutor.getActiveCount()
|| queueSize != threadPoolExecutor.getQueue().size()) {
System.out.println("活跃线程个数 " + threadPoolExecutor.getActiveCount());
System.out.println("核心线程个数 " + threadPoolExecutor.getCorePoolSize());
System.out.println("队列线程个数 " + threadPoolExecutor.getQueue().size());
System.out.println("最大线程数 " + threadPoolExecutor.getMaximumPoolSize());
System.out.println("------------------------------------");
activeCount = threadPoolExecutor.getActiveCount();
queueSize = threadPoolExecutor.getQueue().size();
}
}

ThreadPoolExecutor的execute和submit方法都可以向线程池提交任务,区别是,submit方法能够返回执行结果,返回值类型为Future

sleep方法代码:

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private static void sleep(long value) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程执行sleep方法");
TimeUnit.SECONDS.sleep(value);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}

启动程序,控制台输出如下: QQ截图20190630222238.png

线程池核心线程数量为1,通过execute提交了一个任务后,由于核心线程是空闲的,所以任务被执行了。由于这个任务的逻辑是休眠100秒,所以在这100秒内,线程池的活跃线程数量为1。此外,因为提交的任务被核心线程执行了,所以并没有线程需要被放到线程队列里等待,线程队列长度为0。

假如我们通过execute方法向线程池提交2个任务,看看结果如何:

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threadPoolExecutor.execute(() -> sleep(100));
threadPoolExecutor.execute(() -> sleep(100));

QQ截图20190701183457.png

线程池核心线程数量为1,通过execute提交了2个任务后,一开始核心线程是空闲的,Thread-0被执行。由于这个任务的逻辑是休眠100秒,所以在这100秒内,线程池的活跃线程数量为1。因为核心线程数量为1,所以另外一个任务在这100秒内不能被执行,于是被放到线程队列里等待,线程队列长度为1。

假如我们通过execute方法向线程池提交3个任务,看看结果如何:

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threadPoolExecutor.execute(() -> sleep(100));
threadPoolExecutor.execute(() -> sleep(100));
threadPoolExecutor.execute(() -> sleep(100));

QQ截图20190701184303.png

这三个任务都是休眠100秒,所以核心线程池中第一个任务正在被执行,第二个任务被放入到了线程队列。而当第三个任务被提交进来时,线程队列满了(我们定义的长度为1),由于该线程池允许的最大线程数量为2,所以线程池还可以再创建一个线程来执行另外一个任务,于是乎之前在线程队列里的线程被取出执行(FIFO),第三个任务被放入到了线程队列。

改变第二个和第三个任务的睡眠时间,观察输出:

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threadPoolExecutor.execute(() -> sleep(100));
threadPoolExecutor.execute(() -> sleep(5));
threadPoolExecutor.execute(() -> sleep(5));

QQ截图20190701185215.png

第二个任务提交5秒后,任务执行完毕,所以线程队列里的任务被执行,于是队列线程个数为0,活跃线程数量为2(第一个和第三个任务)。再过5秒后,第三个任务执行完毕,于是活跃线程数量为1(第一个100秒还没执行完毕)。

在第三个任务结束的瞬间,我们观察线程快照:

QQ截图20190701185617.png

可以看到,线程池中有两个线程,Thread-0在执行第一个任务(休眠100秒,还没结束),Thread-1执行完第三个任务后并没有马上被销毁。过段时间后(10秒钟后)再观察线程快照:

QQ截图20190701190444.png

可以看到,Thread-1这个线程被销毁了,因为我们在创建线程池的时候,指定keepAliveTime 为10秒,10秒后,超出核心线程池线程外的那些线程将被销毁。

假如一次性提交4个任务,看看会怎样:

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threadPoolExecutor.execute(() -> sleep(100));
threadPoolExecutor.execute(() -> sleep(100));
threadPoolExecutor.execute(() -> sleep(100));
threadPoolExecutor.execute(() -> sleep(100));

QQ截图20190701190808.png

因为我们设置的拒绝策略为AbortPolicy,所以最后提交的那个任务直接被拒绝了。更多拒绝策略下面会介绍到。

关闭线程池

线程池包含以下几个状态:

QQ截图20190702100110.png

当线程池中所有任务都处理完毕后,线程并不会自己关闭。我们可以通过调用shutdownshutdownNow方法来关闭线程池。两者的区别在于:

  1. shutdown方法将线程池置为shutdown状态,拒绝新的任务提交,但线程池并不会马上关闭,而是等待所有正在折行的和线程队列里的任务都执行完毕后,线程池才会被关闭。所以这个方法是平滑的关闭线程池。

  2. shutdownNow方法将线程池置为stop状态,拒绝新的任务提交,中断正在执行的那些任务,并且清除线程队列里的任务并返回。所以这个方法是比较“暴力”的。

举两个例子观察下两者的区别:

shutdown例子:

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public static void main(String[] args) {
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
2, 4, 10,
TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(2), (ThreadFactory) Thread::new,
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

threadPoolExecutor.execute(new shortTask());
threadPoolExecutor.execute(new longTask());
threadPoolExecutor.execute(new longTask());
threadPoolExecutor.execute(new shortTask());

threadPoolExecutor.shutdown();
System.out.println("已经执行了线程池shutdown方法");
}

static class shortTask implements Runnable {
@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行shortTask完毕");
} catch (InterruptedException e) {
System.err.println("shortTask执行过程中被打断" + e.getMessage());
}
}
}

static class longTask implements Runnable {
@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行longTask完毕");
} catch (InterruptedException e) {
System.err.println("longTask执行过程中被打断" + e.getMessage());
}
}
}

启动程序,控制台输出如下:

QQ截图20190702101041.png

可以看到,虽然在任务都被提交后马上执行了shutdown方法,但是并不会马上关闭线程池,而是等待所有被提交的任务都执行完了才关闭。

shutdownNow例子:

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public static void main(String[] args) {
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
2, 4, 10,
TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(2), (ThreadFactory) Thread::new,
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

threadPoolExecutor.execute(new shortTask());
threadPoolExecutor.execute(new longTask());
threadPoolExecutor.execute(new longTask());
threadPoolExecutor.execute(new shortTask());

List<Runnable> runnables = threadPoolExecutor.shutdownNow(); // 马上关闭,并返回还未被执行的任务
System.out.println(runnables);

System.out.println("已经执行了线程池shutdownNow方法");
}

static class shortTask implements Runnable {
@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行shortTask完毕");
} catch (InterruptedException e) {
System.err.println("shortTask执行过程中被打断" + e.getMessage());
}
}
}

static class longTask implements Runnable {
@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行longTask完毕");
} catch (InterruptedException e) {
System.err.println("longTask执行过程中被打断" + e.getMessage());
}
}
}

启动程序,控制台输出如下: QQ截图20190702101355.png

可以看到,在执行shutdownNow方法后,线程池马上就被关闭了,正在执行中的两个任务被打断,并且返回了线程队列中等待被执行的两个任务。

通过上面两个例子我们还可以看到shutdownshutdownNow方法都不是阻塞的。常与shutdown搭配的方法有awaitTermination

awaitTermination方法接收timeout和TimeUnit两个参数,用于设定超时时间及单位。当等待超过设定时间时,会监测ExecutorService是否已经关闭,若关闭则返回true,否则返回false。该方法是阻塞的:

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public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
2, 4, 10,
TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(2), (ThreadFactory) Thread::new,
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

threadPoolExecutor.execute(new shortTask());
threadPoolExecutor.execute(new longTask());
threadPoolExecutor.execute(new longTask());
threadPoolExecutor.execute(new shortTask());

threadPoolExecutor.shutdown();
boolean isShutdown = threadPoolExecutor.awaitTermination(3, TimeUnit.SECONDS);
if (isShutdown) {
System.out.println("线程池在3秒内成功关闭");
} else {
System.out.println("等了3秒还没关闭,不等了╰(‵□′)╯");
}
System.out.println("------------");
}

static class shortTask implements Runnable {
@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行shortTask完毕");
} catch (InterruptedException e) {
System.err.println("shortTask执行过程中被打断" + e.getMessage());
}
}
}

static class longTask implements Runnable {
@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行longTask完毕");
} catch (InterruptedException e) {
System.err.println("longTask执行过程中被打断" + e.getMessage());
}
}
}

启动程序输出如下:

QQ截图20190702102156.png

4大拒绝策略

当线程池无法再接收新的任务的时候,可采取如下四种策略: QQ截图20190302111014.png

CallerRunsPolicy

CallerRunsPolicy策略:由调用线程处理该任务:

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public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
2, 3, 10,
TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(1), (ThreadFactory) Thread::new,
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

threadPoolExecutor.execute(new shortTask("任务1"));
threadPoolExecutor.execute(new longTask("任务2"));
threadPoolExecutor.execute(new longTask("任务3"));
threadPoolExecutor.execute(new shortTask("任务4"));
threadPoolExecutor.execute(new shortTask("任务5"));

threadPoolExecutor.shutdown();
}

static class shortTask implements Runnable {

private String name;

public shortTask(String name) {
this.name = name;
}

@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行shortTask-name-" + name + "完毕");
} catch (InterruptedException e) {
System.err.println("shortTask执行过程中被打断" + e.getMessage());
}
}
}

static class longTask implements Runnable {

private String name;

public longTask(String name) {
this.name = name;
}

@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行longTask-name-" + name + "完毕");
} catch (InterruptedException e) {
System.err.println("longTask执行过程中被打断" + e.getMessage());
}
}
}

上面的线程池最多只能一次性提交4个任务,第5个任务提交后会被拒绝策略处理。启动程序输出如下:

QQ截图20190702103818.png

可以看到,第5个提交的任务由调用线程(即main线程)处理该任务。

AbortPolicy

AbortPolicy策略:丢弃任务,并抛出RejectedExecutionException异常。前面的例子就是使用该策略,所以不再演示。

DiscardOldestPolicy

DiscardOldestPolicy策略:丢弃最早被放入到线程队列的任务,将新提交的任务放入到线程队列末端:

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public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
2, 3, 10,
TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(1), (ThreadFactory) Thread::new,
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

threadPoolExecutor.execute(new shortTask("任务1"));
threadPoolExecutor.execute(new longTask("任务2"));
threadPoolExecutor.execute(new longTask("任务3"));
threadPoolExecutor.execute(new shortTask("任务4"));
threadPoolExecutor.execute(new shortTask("任务5"));

threadPoolExecutor.shutdown();
}

static class shortTask implements Runnable {

private String name;

public shortTask(String name) {
this.name = name;
}

@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行shortTask-name-" + name + "完毕");
} catch (InterruptedException e) {
System.err.println("shortTask执行过程中被打断" + e.getMessage());
}
}
}

static class longTask implements Runnable {

private String name;

public longTask(String name) {
this.name = name;
}

@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行longTask-name-" + name + "完毕");
} catch (InterruptedException e) {
System.err.println("longTask执行过程中被打断" + e.getMessage());
}
}
}

启动程序输出如下:

QQ截图20190702105646.png

可以看到最后提交的任务被执行了,而第3个任务是第一个被放到线程队列的任务,被丢弃了。

DiscardPolicy

DiscardPolicy策略:直接丢弃新的任务,不抛异常:

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public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
2, 3, 10,
TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(1), (ThreadFactory) Thread::new,
new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());

threadPoolExecutor.execute(new shortTask("任务1"));
threadPoolExecutor.execute(new longTask("任务2"));
threadPoolExecutor.execute(new longTask("任务3"));
threadPoolExecutor.execute(new shortTask("任务4"));
threadPoolExecutor.execute(new shortTask("任务5"));

threadPoolExecutor.shutdown();
}

static class shortTask implements Runnable {

private String name;

public shortTask(String name) {
this.name = name;
}

@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行shortTask-name-" + name + "完毕");
} catch (InterruptedException e) {
System.err.println("shortTask执行过程中被打断" + e.getMessage());
}
}
}

static class longTask implements Runnable {

private String name;

public longTask(String name) {
this.name = name;
}

@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行longTask-name-" + name + "完毕");
} catch (InterruptedException e) {
System.err.println("longTask执行过程中被打断" + e.getMessage());
}
}
}

启动程序,输出如下: QQ截图20190702110022.png

第5个任务直接被拒绝丢弃了,而没有抛出任何异常。

线程池工厂方法

除了使用ThreadPoolExecutor的构造方法创建线程池外,我们也可以使用Executors提供的工厂方法来创建不同类型的线程池:

QQ截图20190702110350.png

newFixedThreadPool

查看newFixedThreadPool方法源码:

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

可以看到,通过newFixedThreadPool创建的是一个固定大小的线程池,大小由nThreads参数指定,它具有如下几个特点:

  1. 因为corePoolSize和maximumPoolSize的值都为nThreads,所以线程池中线程数量永远等于nThreads,不可能新建除了核心线程数的线程来处理任务,即keepAliveTime实际上在这里是无效的。

  2. LinkedBlockingQueue是一个无界队列(最大长度为Integer.MAX_VALUE),所以这个线程池理论是可以无限的接收新的任务,这就是为什么上面没有指定拒绝策略的原因。

newCachedThreadPool

查看newCachedThreadPool方法源码:

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

这是一个理论上无限大小的线程池:

  1. 核心线程数为0,SynchronousQueue队列是没有长度的队列,所以当有新的任务提交,如果有空闲的还未超时的(最大空闲时间60秒)线程则执行该任务,否则新增一个线程来处理该任务。

  2. 因为线程数量没有限制,理论上可以接收无限个新任务,所以这里也没有指定拒绝策略。

newSingleThreadExecutor

查看newSingleThreadExecutor源码:

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

  1. 核心线程数和最大线程数都为1,每次只能有一个线程处理任务。

  2. LinkedBlockingQueue队列可以接收无限个新任务。

newScheduledThreadPool

查看newScheduledThreadPool源码:

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

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

所以newScheduledThreadPool理论是也是可以接收无限个任务,DelayedWorkQueue也是一个无界队列。

使用newScheduledThreadPool创建的线程池除了可以处理普通的Runnable任务外,它还具有调度的功能:

1.延迟指定时间后执行:

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ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
// 延迟5秒执行
executorService.schedule(() -> System.out.println("hello"), 5, TimeUnit.SECONDS);

2.按指定的速率执行:

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ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
// 延迟1秒执行,然后每5秒执行一次
executorService.scheduleAtFixedRate(
() -> System.out.println(LocalTime.now()), 1, 5, TimeUnit.SECONDS
);

QQ截图20190702152117.png

3.按指定的时延执行:

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ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
executorService.scheduleWithFixedDelay(
() -> System.out.println(LocalTime.now()), 1, 5, TimeUnit.SECONDS
);

QQ截图20190702152440.png

乍一看,scheduleAtFixedRate和scheduleWithFixedDelay没啥区别,实际它们还是有区别的:

  • scheduleAtFixedRate按照固定速率执行任务,比如每5秒执行一个任务,即使上一个任务没有结束,5秒后也会开始处理新的任务;

  • scheduleWithFixedDelay按照固定的时延处理任务,比如每延迟5秒执行一个任务,无论上一个任务处理了1秒,1分钟还是1小时,下一个任务总是在上一个任务执行完毕后5秒钟后开始执行。

对于这些线程池工厂方法的使用,阿里巴巴编程规程指出:

QQ截图20190702153306.png

因为这几个线程池理论是都可以接收无限个任务,所以这就有内存溢出的风险。实际上只要我们掌握了ThreadPoolExecutor构造函数7个参数的含义,我们就可以根据不同的业务来创建出符合需求的线程池。一般线程池的创建可以参考如下规则:

  • IO密集型任务,线程池线程数量可以设置为2 X CPU核心数;

  • 计算密集型任务,线程池线程数量可以设置为CPU核心数 + 1。

一些API的用法

ThreadPoolExecutor提供了几个判断线程池状态的方法:

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public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
1, 2, 5, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(1), (ThreadFactory) Thread::new,
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);

threadPoolExecutor.execute(() -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});

threadPoolExecutor.shutdown();
System.out.println("线程池为shutdown状态:" + threadPoolExecutor.isShutdown());
System.out.println("线程池正在关闭:" + threadPoolExecutor.isTerminating());
System.out.println("线程池已经关闭:" + threadPoolExecutor.isTerminated());
threadPoolExecutor.awaitTermination(6, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("线程池已经关闭" + threadPoolExecutor.isTerminated());
}

程序输出如下:

20190703205843.png

前面我们提到,线程池核心线程即使是空闲状态也不会被销毁,除非使用allowCoreThreadTimeOut设置了允许核心线程超时:

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public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
1, 2, 3, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(1), (ThreadFactory) Thread::new,
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);
threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);
threadPoolExecutor.execute(() -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
System.out.println("任务执行完毕");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}

程序输出如下所示:

asdfasdfaaaaa.gif

5秒后任务执行完毕,核心线程处于空闲的状态。因为通过allowCoreThreadTimeOut方法设置了允许核心线程超时,所以3秒后(keepAliveTime设置为3秒),核心线程被销毁。核心线程被销毁后,线程池也就没有作用了,于是就自动关闭了。

值得注意的是,如果一个线程池调用了allowCoreThreadTimeOut(true)方法,那么它的keepAliveTime不能为0。

ThreadPoolExecutor提供了一remove方法,查看其源码:

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public boolean remove(Runnable task) {
boolean removed = workQueue.remove(task);
tryTerminate(); // In case SHUTDOWN and now empty
return removed;
}

可看到,它删除的是线程队列中的任务,而非正在被执行的任务。举个例子:

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public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
1, 2, 3, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(1), (ThreadFactory) Thread::new,
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);
threadPoolExecutor.execute(() -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
System.out.println("任务执行完毕");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});

Runnable r = () -> System.out.println("看看我是否会被删除");
threadPoolExecutor.execute(r);
threadPoolExecutor.remove(r);

threadPoolExecutor.shutdown();
}

执行程序,输出如下:

QQ截图20190703211746.png

可看到任务并没有被执行,已经被删除,因为唯一一个核心线程已经在执行任务了,所以后提交的这个任务被放到了线程队列里,然后通过remove方法删除。

默认情况下,只有当往线程池里提交了任务后,线程池才会启动核心线程处理任务。我们可以通过调用prestartCoreThread方法,让核心线程即使没有任务提交,也处于等待执行任务的活跃状态:

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public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
2, 2, 3, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(1), (ThreadFactory) Thread::new,
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);
System.out.println("活跃线程数: " + threadPoolExecutor.getActiveCount());
threadPoolExecutor.prestartCoreThread();
System.out.println("活跃线程数: " + threadPoolExecutor.getActiveCount());
threadPoolExecutor.prestartCoreThread();
System.out.println("活跃线程数: " + threadPoolExecutor.getActiveCount());
threadPoolExecutor.prestartCoreThread();
System.out.println("活跃线程数: " + threadPoolExecutor.getActiveCount());
}

程序输出如下所示:

QQ截图20190703213145.png

该方法返回boolean类型值,如果所以核心线程都启动了,返回false,反之返回true。

还有一个和它类似的prestartAllCoreThreads方法,它的作用是一次性启动所有核心线程,让其处于活跃地等待执行任务的状态。

ThreadPoolExecutor的invokeAny方法用于随机执行任务集合中的某个任务,并返回执行结果,该方法是同步方法:

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public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
2, 5, 3, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(1), (ThreadFactory) Thread::new,
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);

// 任务集合
List<Callable<Integer>> tasks = IntStream.range(0, 4).boxed().map(i -> (Callable<Integer>) () -> {
TimeUnit.SECONDS.sleep(ThreadLocalRandom.current().nextInt(5));
return i;
}).collect(Collectors.toList());
// 随机执行结果
Integer result = threadPoolExecutor.invokeAny(tasks);
System.out.println("-------------------");
System.out.println(result);
threadPoolExecutor.shutdownNow();
}

启动程序,输出如下:

QQ截图20190704091530.png

ThreadPoolExecutor的invokeAll则是执行任务集合中的所有任务,返回Future集合:

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public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
2, 5, 3, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(1), (ThreadFactory) Thread::new,
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);

List<Callable<Integer>> tasks = IntStream.range(0, 4).boxed().map(i -> (Callable<Integer>) () -> {
TimeUnit.SECONDS.sleep(ThreadLocalRandom.current().nextInt(5));
return i;
}).collect(Collectors.toList());

List<Future<Integer>> futureList = threadPoolExecutor.invokeAll(tasks);
futureList.stream().map(f->{
try {
return f.get();
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
return null;
}
}).forEach(System.out::println);

threadPoolExecutor.shutdownNow();
}

输出如下: QQ截图20190704091836.png

总结下这些方法:

方法描述
allowCoreThreadTimeOut(boolean value)是否允许核心线程空闲后超时,是的话超时后核心线程将销毁,线程池自动关闭
awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)阻塞当前线程,等待线程池关闭,timeout用于指定等待时间。
execute(Runnable command)向线程池提交任务,没有返回值
submit(Runnable task)向线程池提交任务,返回Future
isShutdown()判断线程池是否为shutdown状态
isTerminating()判断线程池是否正在关闭
isTerminated()判断线程池是否已经关闭
remove(Runnable task)移除线程队列中的指定任务
prestartCoreThread()提前让一个核心线程处于活跃状态,等待执行任务
prestartAllCoreThreads()提前让所有核心线程处于活跃状态,等待执行任务
getActiveCount()获取线程池活跃线程数
getCorePoolSize()获取线程池核心线程数
threadPoolExecutor.getQueue()获取线程池线程队列
getMaximumPoolSize()获取线程池最大线程数
shutdown()让线程池处于shutdown状态,不再接收任务,等待所有正在运行中的任务结束后,关闭线程池。
shutdownNow()让线程池处于stop状态,不再接受任务,尝试打断正在运行中的任务,并关闭线程池,返回线程队列中的任务。
请作者喝瓶肥宅水~

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