8、共享模型之工具

news2025/11/1 4:31:21

8.1 线程池

2、ThreadPoolExecutor（及其重要）

1) 线程池状态

ThreadPoolExecutor 使用 int 的高 3 位来表示线程池状态，低 29 位表示线程数量
在这里插入图片描述

2) 构造方法

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

corePoolSize 核心线程数目 (最多保留的线程数，一直存活的线程数)
maximumPoolSize 最大线程数目
keepAliveTime 生存时间 - 针对救急线程
unit 时间单位 - 针对救急线程
workQueue 阻塞队列
threadFactory 线程工厂 - 可以为线程创建时起个好名字
handler 拒绝策略

工作方式：

线程池中刚开始没有线程，当一个任务提交给线程池后，线程池会创建一个新线程来执行任务。
当线程数达到 corePoolSize 并没有线程空闲，这时再加入任务，新加的任务会被加入workQueue 队列排队，直到有空闲的线程，此时任务会从workQueue取出交给空闲线程执行
如果队列选择了有界队列，那么任务超过了队列大小时，会创建 maximumPoolSize - corePoolSize 数目的线程来救急
如果线程到达 maximumPoolSize 仍然有新任务这时会执行拒绝策略
- AbortPolicy 让调用者抛出 RejectedExecutionException 异常，这是默认策略
- CallerRunsPolicy 让调用者运行任务
- DiscardPolicy 放弃本次任务
- DiscardOldestPolicy 放弃队列中最早的任务，本任务取而代之
当高峰过去后，超过corePoolSize 的救急线程如果空闲了keepAliveTime时间后，就会被销毁

3) newFixedThreadPool

 ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5);

// Executors类中有静态方法 newFixedThreadPool
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
 	return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
						 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
 						  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

特点：

核心线程数 == 最大线程数（没有救急线程被创建），因此也无需超时时间
阻塞队列是无界的，可以放任意数量的任务，所以也没有拒绝策略

4) newCachedThreadPool

ExecutorService service1 = Executors.newCachedThreadPool();

// Executors类中有静态方法 newCachedThreadPool
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());

特点：

核心线程数是 0，最大线程数是 Integer.MAX_VALUE，救急线程的空闲生存时间是 60s，意味着
- 全部都是救急线程（60s 后可以回收）
- 救急线程可以无限创建
队列采用了 SynchronousQueue 实现特点是，它没有容量，没有线程来取是放不进去的

SynchronousQueue的使用

5) newSingleThreadExecutor

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

使用场景：
希望多个任务排队执行。线程数固定为 1，任务数多于 1 时，会放入无界队列排队。任务执行完毕，这唯一的线程也不会被释放。

newSingleThreadExecutor和newFixedThreadPool的区别：

自己创建一个单线程串行执行任务，如果任务执行失败而终止那么没有任何补救措施，而线程池还会新建一个线程，保证池的正常工作
Executors.newSingleThreadExecutor() 线程个数始终为1，不能修改
- FinalizableDelegatedExecutorService 应用的是装饰器模式，只对外暴露了 ExecutorService 接口，因此不能调用 ThreadPoolExecutor 中特有的方法
Executors.newFixedThreadPool(1) 初始时为1，以后还可以修改
- 对外暴露的是 ThreadPoolExecutor 对象，可以强转后调用 setCorePoolSize 等方法进行修改

6) 提交任务

线程池提交任务
execute

// 执行任务
void execute(Runnable command);

submit

// 提交任务 task，用返回值 Future 获得任务执行结果
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);


@Slf4j(topic = "c.TestSubmit")
public class TestSubmit {

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(1);
        TestSubmit.method1(pool);
    }

    private static void method1(ExecutorService pool) throws InterruptedException, ExecutionException {
        Future<String> future = pool.submit(() -> {
            log.debug("running");
            Thread.sleep(1000);
            return "ok";
        });

        log.debug("{}", future.get());
    }
}

在这里插入图片描述
invokeAll

// 提交 tasks 中所有任务，带超时时间，List<Future<T>>接收返回结果
<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
 	long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;


public class TestSubmit {

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(1);
        TestSubmit.method2(pool);
    }
    private static void method2(ExecutorService pool) throws InterruptedException {
        List<Future<String>> futures = pool.invokeAll(Arrays.asList(
                () -> {
                    log.debug("begin");
                    Thread.sleep(1000);
                    return "1";
                },
                () -> {
                    log.debug("begin");
                    Thread.sleep(500);
                    return "2";
                },
                () -> {
                    log.debug("begin");
                    Thread.sleep(2000);
                    return "3";
                }
        ));

        futures.forEach( f ->  {
            try {
                log.debug("{}", f.get());
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
    }
}

在这里插入图片描述

invokeAny

// 提交 tasks 中所有任务，哪个任务先成功执行完毕，返回此任务执行结果，其它任务取消
<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
 	throws InterruptedException, ExecutionException;

public class TestSubmit {

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(1);
        TestSubmit.method3(pool);
    }

    private static void method3(ExecutorService pool) throws InterruptedException, ExecutionException {
        String result = pool.invokeAny(Arrays.asList(
                () -> {
                    log.debug("begin 1");
                    Thread.sleep(1000);
                    log.debug("end 1");
                    return "1";
                },
                () -> {
                    log.debug("begin 2");
                    Thread.sleep(500);
                    log.debug("end 2");
                    return "2";
                },
                () -> {
                    log.debug("begin 3");
                    Thread.sleep(2000);
                    log.debug("end 3");
                    return "3";
                }
        ));
        log.debug("{}", result);
    }
}

在这里插入图片描述

// 提交 tasks 中所有任务，哪个任务先成功执行完毕，返回此任务执行结果，其它任务取消，带超时时间
<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
		 long timeout, TimeUnit unit)
 			throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;