线程池是池化技术的一种典型实现,所谓池化技术就是提前保存大量的资源,以备不时之需。在机器资源有限的情况下,使用池化技术可以大大的提高资源的利用率,提升性能等。
线程池,说的就是提前创建好一批线程,然后保存在线程池中,当有任务需要执行的时候,从线程池中选一个线程来执行任务。
在编程领域,比较典型的池化技术有:
线程池、连接池、内存池、对象池等。
Java中线程池的继承关系如下:
Executors的创建线程池的方法,创建出来的线程池都实现了ExecutorService接口。常用方法有以下几个:
newFixedThreadPool(int Threads):创建固定数目线程的线程池。
newCachedThreadPool():创建一个可缓存的线程池,调用execute 将重用以前构造的线程(如果线程可用)。如果没有可用的线程,则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。
newSingleThreadExecutor()创建一个单线程化的Executor。
newScheduledThreadPool(int corePoolSize)创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池,多数情况下可用来替代Timer类。
通常,一般构造函数会反映出这个工具或这个对象的数据存储结构。
如果把线程池比作一个公司。公司会有正式员工处理正常业务,如果工作量大的话,会雇佣外包人员来工作。
闲时就可以释放外包人员以减少公司管理开销。一个公司因为成本关系,雇佣的人员始终是有最大数。
如果这时候还有任务处理不过来,就走需求池排任务。
接着,我们看一下线程池中比较重要的execute方法,该方法用于向线程池中添加一个任务。
核心模块用红框标记了。 * 第一个红框:workerCountOf方法根据ctl的低29位,得到线程池的当前线程数,如果线程数小于corePoolSize,则执行addWorker方法创建新的线程执行任务;
这里逻辑稍微有点复杂,画了个流程图仅供参考
接下来,我们看看如何添加一个工作线程的?
从方法execute的实现可以看出:addWorker主要负责创建新的线程并执行任务,代码如下(这里代码有点长,没关系,也是分块的,总共有5个关键的代码块):
判断线程池的状态,如果线程池的状态值大于或等SHUTDOWN,则不处理提交的任务,直接返回;
通过参数core判断当前需要创建的线程是否为核心线程,如果core为true,且当前线程数小于corePoolSize,则跳出循环,开始创建新的线程
有人或许会疑问 retry 是什么?这个是java中的goto语法。只能运用在break和continue后面。
接着看后面的代码:
线程池的工作线程通过Woker类实现,通过ReentrantLock锁保证线程安全。
接下来,我们看看workers是什么。
一个hashSet。所以,线程池底层的存储结构其实就是一个HashSet。
这两个钩子(beforeExecute,afterExecute)允许我们自己继承线程池,做任务执行前后处理。
到这里,源代码分析到此为止。接下来做一下简单的总结。
所谓线程池本质是一个hashSet。多余的任务会放在阻塞队列中。
只有当阻塞队列满了后,才会触发非核心线程的创建。所以非核心线程只是临时过来打杂的。直到空闲了,然后自己关闭了。
线程池提供了两个钩子(beforeExecute,afterExecute)给我们,我们继承线程池,在执行任务前后做一些事情。
线程池原理关键技术:锁(lock,cas)、阻塞队列、hashSet(资源池)