JavaExecutorService四种线程池及⾃定义ThreadPoolExecutor机制⼀、Java 线程池
Java通过Executors提供四种线程池，分别为：
1、newCachedThreadPool：创建⼀个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若⽆可回收，则新建线程。（线程最⼤并发数不可控制）；线程池为⽆限⼤，当执⾏第⼆个任务时若第⼀个任务已经完成，会复⽤执⾏第⼀个任务的线程，⽽不⽤每次新建线程。
2、newFixedThreadPool：创建⼀个定长线程池，可控制线程最⼤并发数，超出的线程会在队列中等待。
3、newScheduledThreadPool：创建⼀个定长线程池，⽀持定时及周期性任务执⾏、延迟执⾏。
4、newSingleThreadExecutor：创建⼀个单线程化的线程池，它只会⽤唯⼀的⼯作线程来执⾏任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执⾏。
线程池⽐较单线程的优势在于：
a. 重⽤存在的线程，减少对象创建、消亡的开销，性能佳。
b. 可有效控制最⼤并发线程数，提⾼系统资源的使⽤率，同时避免过多资源竞争，避免堵塞。
c. 提供定时执⾏、定期执⾏、单线程、并发数控制等功能。
⼆、ThreadPoolExecutor机制
1、newCachedThreadPool
在newCachedThreadPool中如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若⽆可回收，则新建线程。
初看该构造函数时我有这样的疑惑：核⼼线程池为0，那按照前⾯所讲的线程池策略新任务来临时⽆法进⼊核⼼线程池，只能进⼊ SynchronousQueue中进⾏等待，⽽SynchronousQueue的⼤⼩为1，那岂不是第⼀个任务到达时只能等待在队列中，直到第⼆个任务到达发现⽆法进⼊队列才能创建第⼀个线程？
这个问题的答案在上⾯讲SynchronousQueue时其实已经给出了，要将⼀个元素放⼊SynchronousQueue中，必须有另⼀个线程正在等待接收这个元素。因此即便SynchronousQueue⼀开始为空且⼤⼩为1，第⼀个任务也⽆法放⼊其中，因为没有线程在等待从SynchronousQueue中取⾛元素。因此第⼀个任务到达时便会创建⼀个新线程执⾏该任务。
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
2、newFixedThreadPool
看代码⼀⽬了然了，线程数量固定，使⽤⽆限⼤的队列。再次强调，楼主就是踩的这个⽆限⼤队列的坑（固定了N个线程，⽽提交给线程池的任务队列是不限制⼤⼩的，如果发消息被阻塞或者变慢，那么显然队列⾥⾯的内容会越来越多，很快就内存耗尽）。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
3、newScheduledThreadPool
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
}
4、newSingleThreadExecutor
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
这⼏种线程池最终都是返回了ThreadPoolExecutor对象。
ThreadPoolExecutor的构造⽅法：
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,//核⼼线程池⼤⼩
int maximumPoolSize,//最⼤线程池⼤⼩
long keepAliveTime,//线程池中超过corePoolSize数⽬的空闲线程最⼤存活时间；可以allowCoreThreadTimeOut(true)成为核⼼线程的有效时间
TimeUnit unit,//keepAliveTime的时间单位
BlockingQueue<Runnable> workQueue,//阻塞任务队列
ThreadFactory threadFactory,//线程⼯⼚
RejectedExecutionHandler handler) {//当提交任务数超过maxmumPoolSize+workQueue之和时，任务会交给RejectedExecutionHandler来处理if (corePoolSize < 0 ||
maximumPoolSize <= 0 ||
maximumPoolSize < corePoolSize ||
keepAliveTime < 0)
throw new IllegalArgumentException();
if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
throw new NullPointerException();
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = Nanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
重点讲解：
其中⽐较容易让⼈误解的是：corePoolSize，maximumPoolSize，workQueue之间关系：
1.当线程池⼩于corePoolSize时，新提交任务将创建⼀个新线程执⾏任务，即使此时线程池中存在空闲线程。
2.当线程池达到corePoolSize时，新提交任务将被放⼊workQueue中，等待线程池中任务调度执⾏
3.当workQueue已满，且maximumPoolSize>corePoolSize时，新提交任务会创建新线程执⾏任务
4.当提交任务数超过maximumPoolSize时，新提交任务由RejectedExecutionHandler处理
5.当线程池中超过corePoolSize线程，空闲时间达到keepAliveTime时，关闭空闲线程
6.当设置allowCoreThreadTimeOut(true)时，线程池中corePoolSize线程空闲时间达到keepAliveTime也将关闭
学会使⽤ThreadPoolExecutor的参数后，我们就可以不⽤局限于最上⾯那四种线程池，可以按照需要来构建⾃⼰的线程池；还有⼀点，通过ThreadFactory可以实现对线程的命名；
⾃定义线程⼯⼚管理线程池：使⽤spring初始化实例类，使⽤同步锁将线程池封装到线程集合中；
/**
*
* @Date: 2019/1/7 15:54
* @Author: zhenliang.song
* @Description: 使⽤ThreadPoolExecutor⾃定义线程池
*/
public class ExecutorPoolFactoryWrap {
/**
* 线程池集合：key-⾃定义的枚举类型，value-线程池的接⼝类型，初始化集合长度为枚举类的values长度
*/
java线程池创建的四种private ConcurrentHashMap<ThreadPoolEnum, ExecutorService> PoolFactoryMap = new ConcurrentHashMap<ThreadPoolEnum, ExecutorService>(ThreadPoolEnum.values().length); /**
* 从集合中获取线程池对象：根据枚举类型映射map集合中的⾃定义线程对象
* @param poolEnum 枚举类
* @return
*/
public ExecutorService get(ThreadPoolEnum poolEnum) {
ExecutorService executorService = (poolEnum);
if (executorService != null) {
return executorService;
}
synchronized (ExecutorPoolFactoryWrap.class) {
if ((poolEnum) == null) {
int poolSize = PoolSize() > 0 ? PoolSize() : 1;
int capacity = Capacity() > 0 ? Capacity() : 256;
RejectedExecutionHandler rejectedHandler = RejectedHandler() != null ? RejectedHandler() : getRejectedExecutionHandler();
ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder().PoolName() + "-%d").build();
PoolFactoryMap.put(poolEnum, new ThreadPoolExecutor(poolSize, poolSize,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(capacity),
threadFactory,
rejectedHandler
));
}
}
(poolEnum);
}
/**
* 当提交任务数超过maxmumPoolSize+workQueue之和时，任务会交给RejectedExecutionHandler来处理，
* 当没有更多的线程或队列插槽时，⾃定义如何处理超出能⼒范围之外的任务
* @return
*/
private RejectedExecutionHandler getRejectedExecutionHandler() {
return new RejectedExecutionHandler() {
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
if (!executor.isShutdown()) {
r.run();
}
}
};
}
/**
* 销毁线程池：销毁集合中的线程池
*/
public void destroy() {
if (MapUtils.isEmpty(PoolFactoryMap)) {
return;
}
for (Map.Entry<ThreadPoolEnum, ExecutorService> entry : Set()) {
ExecutorService executorService = Value();
try {
if (executorService != null && !executorService.isShutdown()) {
executorService.shutdown();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
⽆界队列
队列⼤⼩⽆限制，常⽤的为⽆界的LinkedBlockingQueue，使⽤该队列做为阻塞队列时要尤其当⼼，
当任务耗时较长时可能会导致⼤量新任务在队列中堆积最终导致OOM。阅读代码发现，wFixedThreadPool 采⽤就是 LinkedBlockingQueue，⽽楼主踩到的就是这个坑，当QPS很⾼，发送数据很⼤，⼤量的任务被添加到这个⽆界LinkedBlockingQueue 中，导致cpu和内存飙升服务器挂掉。
有界队列
常⽤的有两类，⼀类是遵循FIFO原则的队列如ArrayBlockingQueue与有界的LinkedBlockingQueue，另⼀类是优先级队列如PriorityBlockingQueue。PriorityBlockingQueue中的优先级由任务的Comparator决定。
使⽤有界队列时队列⼤⼩需和线程池⼤⼩互相配合，线程池较⼩有界队列较⼤时可减少内存消耗，降低cpu使⽤率和上下⽂切换，但是可能会限制系统吞吐量。
在我们的修复⽅案中，选择的就是这个类型的队列，虽然会有部分任务被丢失，但是我们线上是排序⽇志搜集任务，所以对部分对丢失是可以容忍的。
同步移交队列
如果不希望任务在队列中等待⽽是希望将任务直接移交给⼯作线程，可使⽤SynchronousQueue作为
等待队列。SynchronousQueue不是⼀个真正的队列，⽽是⼀种线程之间移交的机制。要将⼀个元素放⼊SynchronousQueue中，必须有另⼀个线程正在等待接收这个元素。只有在使⽤⽆界线程池或者有饱和策略时才建议使⽤该队列。
可选择的饱和策略RejectedExecutionHandler详解
JDK主要提供了4种饱和策略供选择。4种策略都做为静态内部类在ThreadPoolExcutor中进⾏实现。
1 AbortPolicy中⽌策略
该策略是默认饱和策略。
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +
" rejected from " +
}
使⽤该策略时在饱和时会抛出RejectedExecutionException（继承⾃RuntimeException），调⽤者可捕获该异常⾃⾏处理。
2 DiscardPolicy抛弃策略
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
}
如代码所⽰，不做任何处理直接抛弃任务
3 DiscardOldestPolicy抛弃旧任务策略
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
if (!e.isShutdown()) {
}
}
如代码，先将阻塞队列中的头元素出队抛弃，再尝试提交任务。如果此时阻塞队列使⽤PriorityBlockingQueue优先级队列，将会导致优先级最⾼的任务被抛弃，因此不建议将该种策略配合优先级队列使⽤。
4 CallerRunsPolicy调⽤者运⾏
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
if (!e.isShutdown()) {
r.run();
}
}
既不抛弃任务也不抛出异常，直接运⾏任务的run⽅法，换⾔之将任务回退给调⽤者来直接运⾏。使⽤该策略时线程池饱和后将由调⽤线程池的主线程⾃⼰来执⾏任务，因此在执⾏任务的这段时间⾥主线程⽆法再提交新任务，从⽽使线程池中⼯作线程有时间将正在处理的任务处理完成。
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