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執行緒池使用的N種姿勢

2021-03-05 06:20:29 後端開發

執行緒池在開發中一定會用到,如果能像golang一樣,java語言也有協程,也許java程式員就少了一種包袱,

回歸正題,我們聊下到底有哪些執行緒池的使用方式,總結有以下幾種,

  1. JDK 內置執行緒池
  2. Spring執行緒池
  3. 自己魔改封裝

1、JDK 內置執行緒池

常用的有:

我們看下最全的執行緒池引數,探究為什么阿里規約不建議使用Executors創建默認個數的執行緒池,

/**
引數【7個】
corePoolSize - 即使空閑時仍保留在池中的執行緒數,除非設定 allowCoreThreadTimeOut
maximumPoolSize - 池中允許的最大執行緒數
keepAliveTime - 當執行緒數大于內核時,這是多余的空閑執行緒在終止前等待新任務的最大時間,
unit - keepAliveTime引數的時間單位
workQueue - 用于在執行任務之前使用的佇列, 這個佇列將僅保存execute方法提交的Runnable任務,
threadFactory - 執行程式創建新執行緒時使用的工廠
handler - 執行被阻止時使用的處理程式,因為達到執行緒限制和佇列容量

四個預定義的處理程式策略
在默認ThreadPoolExecutor.AbortPolicy ,處理程式會引發運行RejectedExecutionException后排斥反應,
在ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy中,呼叫execute本身的執行緒運行任務, 這提供了一個簡單的反饋控制機制,將降低新任務提交的速度,
在ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy中 ,簡單地洗掉無法執行的任務,
在ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy中 ,如果執行程式沒有關閉,則作業佇列頭部的任務被洗掉,然后重試執行(可能會再次失敗,導致重復),

**/

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.acc = System.getSecurityManager() == null ?
                null :
                AccessController.getContext();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

1.1 阿里規約原文

執行緒池不允許使用Executors去創建,而是通過ThreadPoolExecutor的方式,這樣的處理方式讓寫的同學更加明確執行緒池的運行規則,規避資源耗盡的風險,

說明:Executors回傳的執行緒池物件的弊端如下:

  • 1)FixedThreadPool和SingleThreadPool:

    允許的請求佇列長度為Integer.MAX_VALUE,可能會堆積大量的請求,從而導致OOM,

  • 2)CachedThreadPool:

    允許的創建執行緒數量為Integer.MAX_VALUE,可能會創建大量的執行緒,從而導致OOM,

1.2 阿里規約是否是多余的?不然jdk為啥提供這個api?

答案可以看下ThreadPoolExecutor類的上的注釋,已翻譯成中文:

為了在廣泛的背景關系中有用,此類提供了許多可調引數和可擴展性鉤子, 然而,程式員被敦促使用更方便的Executors工廠方法Executors.newCachedThreadPool() (無限執行緒池,具有自動執行緒回收), Executors.newFixedThreadPool(int) (固定大小的執行緒池)和Executors.newSingleThreadExecutor() (單個后臺執行緒),可以預先配置最常用的使用場景設定, 否則,手動配置和調優此類時,請使用以下指南...

其實這個類的作者"Doug Lea",已經說明Executors.newCachedThreadPool(),Executors.newFixedThreadPool(int),應該是在什么情況下使用?
只是一般程式員是不會去仔細看類說明檔案,都是跟著百度復制過來的代碼就干起活來了,
說起來也慚愧之前在2010年培訓的時候,其實是會看這個jdk api檔案的,但那個時候似乎很懵,也不會去詳盡的看檔案背后的一些知識點,
所以說看第一手材料多么重要,作者已經把該注意的點都寫到類說明檔案注釋里了,嚇得我趕緊用到一個類都去細看下檔案注釋,解決不了再找度娘,

1.3 執行緒池不為人知的幾個冷門知識點

從幾個面試題來一一道來,

1.核心和最大執行緒池是否都可以動態修改?

可以使用setCorePoolSize(int)和setMaximumPoolSize(int)進行動態 更改

2.核心執行緒最初創建并且只有在新任務到達時才啟動?

可以使用方法prestartCoreThread()或prestartAllCoreThreads()動態地覆寫,如果您使用非空佇列構建池,則可能需要預先提供執行緒,

3.核心執行緒是否一定不終止?

不一定,報錯或者allowCoreThreadTimeOut(boolean)也可以用于將這個超時策略應用于核心執行緒,只要keepAliveTime值不為零

4.如何給執行緒池添加一個啟動/暫停的功能?

class PausableThreadPoolExecutor extends ThreadPoolExecutor {              
  private boolean isPaused;                                                
  private ReentrantLock pauseLock = new ReentrantLock();                   
  private Condition unpaused = pauseLock.newCondition();                   
                                                                           
  public PausableThreadPoolExecutor(...) { super(...); }                   
                                                                           
  protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) {                     
    super.beforeExecute(t, r);                                             
    pauseLock.lock();                                                      
    try {                                                                  
      while (isPaused) unpaused.await();                                   
    } catch (InterruptedException ie) {                                    
      t.interrupt();                                                       
    } finally {                                                            
      pauseLock.unlock();                                                  
    }                                                                      
  }                                                                        
                                                                           
  public void pause() {                                                    
    pauseLock.lock();                                                      
    try {                                                                  
      isPaused = true;                                                     
    } finally {                                                            
      pauseLock.unlock();                                                  
    }                                                                      
  }                                                                        
                                                                           
  public void resume() {                                                   
    pauseLock.lock();                                                      
    try {                                                                  
      isPaused = false;                                                    
      unpaused.signalAll();                                                
    } finally {                                                            
      pauseLock.unlock();                                                  
    }                                                                      
  }                                                                        
}}                                                             

2、Spring執行緒池

官方已經實作的全部7個TaskExecuter,Spring宣稱對于任何場景,這些TaskExecuter完全夠用了:

名字 特點
SimpleAsyncTaskExecutor 每次請求新開執行緒,沒有最大執行緒數設定.不是真的執行緒池,這個類不重用執行緒,每次呼叫都會創建一個新的執行緒,限流是通過 ConcurrencyThrottleSupport類的monitor的wait(),notify() 實作的
SyncTaskExecutor 不是異步的執行緒.同步可以用SyncTaskExecutor,但這個可以說不算一個執行緒池,因為還在原執行緒執行,這個類沒有實作異步呼叫,只是一個同步操作,
ConcurrentTaskExecutor Executor的適配類,不推薦使用,如果ThreadPoolTaskExecutor不滿足要求時,才用考慮使用這個類,
SimpleThreadPoolTaskExecutor 監聽Spring’s lifecycle callbacks,并且可以和Quartz的Component兼容.是Quartz的SimpleThreadPool的類,執行緒池同時被quartz和非quartz使用,才需要使用此類,
ThreadPoolTaskExecutor 最常用,要求jdk版本大于等于5,可以在程式而不是xml里修改執行緒池的配置.其實質是對java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的包裝,
TimerTaskExecutor
WorkManagerTaskExecutor
  • 使用ThreadPoolExecutorFactoryBean
package org.springframework.scheduling.concurrent;

public class ThreadPoolExecutorFactoryBean extends ExecutorConfigurationSupport implements FactoryBean<ExecutorService>, InitializingBean, DisposableBean {
    private int corePoolSize = 1;
    private int maxPoolSize = 2147483647;
    private int keepAliveSeconds = 60;
    private boolean allowCoreThreadTimeOut = false;
    private int queueCapacity = 2147483647;
    private boolean exposeUnconfigurableExecutor = false;
    @Nullable
    private ExecutorService exposedExecutor;

    public ThreadPoolExecutorFactoryBean() {
    }
    ...
    protected ThreadPoolExecutor createExecutor(int corePoolSize, int maxPoolSize, int keepAliveSeconds, BlockingQueue<Runnable> queue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler) {
        return new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maxPoolSize, (long)keepAliveSeconds, TimeUnit.SECONDS, queue, threadFactory, rejectedExecutionHandler);
    }
  • 使用ScheduledExecutorFactoryBean
package org.springframework.scheduling.concurrent;

public class ScheduledExecutorFactoryBean extends ExecutorConfigurationSupport implements FactoryBean<ScheduledExecutorService> {
    private int poolSize = 1;
    @Nullable
    private ScheduledExecutorTask[] scheduledExecutorTasks;
    private boolean removeOnCancelPolicy = false;
    private boolean continueScheduledExecutionAfterException = false;
    private boolean exposeUnconfigurableExecutor = false;
    @Nullable
    private ScheduledExecutorService exposedExecutor;

    public ScheduledExecutorFactoryBean() {
    }
  • 使用ThreadPoolTaskExecutor
    這個類可以設定回呼方法

  • 使用ThreadPoolTaskScheduler
    這個類可以設定回呼方法,包裝錯誤處理類,錯誤不會影響執行下一個任務 @Scheduled就是使用這個類包裝的,注意核心默認一個執行緒,會阻塞任務

	@Override
	public void run() {
		try {
			this.delegate.run();
		}
		catch (UndeclaredThrowableException ex) {
			this.errorHandler.handleError(ex.getUndeclaredThrowable());
		}
		catch (Throwable ex) {
			this.errorHandler.handleError(ex);
		}
	}

參考

[java8 api] https://www.matools.com/api/java8

[spring執行緒池(同步、異步)] https://www.cnblogs.com/duanxz/p/9435343.html

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    uj5u.com 2023-04-20 07:22:49 more
  • Java-SpringBoot-Range請求頭設定實作視頻分段傳輸

    老實說,人太懶了,現在基本都不喜歡寫筆記了,但是網上有關Range請求頭的文章都太水了 下面是抄的一段StackOverflow的代碼...自己大修改過的,寫的注釋挺全的,應該直接看得懂,就不解釋了 寫的不好...只是希望能給視頻網站開發的新手一點點幫助吧. 業務場景:視頻分段傳輸、視頻多段傳輸(理 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:42 more
  • Windows 10開發教程_編程入門自學教程_菜鳥教程-免費教程分享

    教程簡介 Windows 10開發入門教程 - 從簡單的步驟了解Windows 10開發,從基本到高級概念,包括簡介,UWP,第一個應用程式,商店,XAML控制元件,資料系結,XAML性能,自適應設計,自適應UI,自適應代碼,檔案管理,SQLite資料庫,應用程式到應用程式通信,應用程式本地化,應用程式 ......

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