本文实例讲述了java线程池原理。分享给大家供大家参考，具体如下：
线程池的优点
1、线程是稀缺资源，使用线程池可以减少创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以重复使用。
2、可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线程的数量，防止因为消耗过多内存导致服务器崩溃。
线程池的创建
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public threadpoolexecutor(int corepoolsize, int maximumpoolsize, long keepalivetime, timeunit unit, blockingqueue<runnable> workqueue, rejectedexecutionhandler handler) |
- corepoolsize：线程池核心线程数量
- maximumpoolsize:线程池最大线程数量
- keepalivertime：当活跃线程数大于核心线程数时，空闲的多余线程最大存活时间
- unit：存活时间的单位
- workqueue：存放任务的队列
- handler：超出线程范围和队列容量的任务的处理程序
线程池的实现原理
提交一个任务到线程池中，线程池的处理流程如下：
1、判断线程池里的核心线程是否都在执行任务，如果不是（核心线程空闲或者还有核心线程没有被创建）则创建一个新的工作线程来执行任务。如果核心线程都在执行任务，则进入下个流程。
2、线程池判断工作队列是否已满，如果工作队列没有满，则将新提交的任务存储在这个工作队列里。如果工作队列满了，则进入下个流程。
3、判断线程池里的线程是否都处于工作状态，如果没有，则创建一个新的工作线程来执行任务。如果已经满了，则交给饱和策略来处理这个任务。
线程池的源码解读
1、threadpoolexecutor的execute()方法
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public void execute(runnable command) { if (command == null) throw new nullpointerexception(); //如果线程数大于等于基本线程数或者线程创建失败，将任务加入队列 if (poolsize >= corepoolsize || !addifundercorepoolsize(command)) {//线程池处于运行状态并且加入队列成功 if (runstate == running && workqueue.offer(command)) { if (runstate != running || poolsize == 0) ensurequeuedtaskhandled(command); }//线程池不处于运行状态或者加入队列失败，则创建线程（创建的是非核心线程） else if (!addifundermaximumpoolsize(command))//创建线程失败，则采取阻塞处理的方式 reject(command); // is shutdown or saturated }} |
2、创建线程的方法：addifundercorepoolsize(command)
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private boolean addifundercorepoolsize(runnable firsttask) { thread t = null; final reentrantlock mainlock = this.mainlock; mainlock.lock(); try { if (poolsize < corepoolsize && runstate == running) t = addthread(firsttask); } finally { mainlock.unlock(); } if (t == null) return false; t.start(); return true;} |
我们重点来看第7行：
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private thread addthread(runnable firsttask) { worker w = new worker(firsttask); thread t = threadfactory.newthread(w); if (t != null) { w.thread = t; workers.add(w); int nt = ++poolsize; if (nt > largestpoolsize) largestpoolsize = nt; } return t;} |
这里将线程封装成工作线程worker，并放入工作线程组里，worker类的方法run方法：
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public void run() { try { runnable task = firsttask; firsttask = null; while (task != null || (task = gettask()) != null) { runtask(task); task = null; } } finally { workerdone(this); }} |
worker在执行完任务后，还会通过gettask方法循环获取工作队里里的任务来执行。
我们通过一个程序来观察线程池的工作原理：
1、创建一个线程
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public class threadpooltest implements runnable{ @override public void run() { try { thread.sleep(300); } catch (interruptedexception e) { e.printstacktrace(); } }} |
2、线程池循环运行16个线程：
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public static void main(string[] args){ linkedblockingqueue<runnable> queue = new linkedblockingqueue<runnable>(5); threadpoolexecutor threadpool = new threadpoolexecutor(5, 10, 60, timeunit.seconds, queue); for (int i = 0; i < 16 ; i++) { threadpool.execute( new thread(new threadpooltest(), "thread".concat(i + ""))); system.out.println("线程池中活跃的线程数： " + threadpool.getpoolsize()); if (queue.size() > 0) { system.out.println("----------------队列中阻塞的线程数" + queue.size()); } } threadpool.shutdown();} |
执行结果：
线程池中活跃的线程数： 1
线程池中活跃的线程数： 2
线程池中活跃的线程数： 3
线程池中活跃的线程数： 4
线程池中活跃的线程数： 5
线程池中活跃的线程数： 5
----------------队列中阻塞的线程数1
线程池中活跃的线程数： 5
----------------队列中阻塞的线程数2
线程池中活跃的线程数： 5
----------------队列中阻塞的线程数3
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线程池中活跃的线程数： 7
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----------------队列中阻塞的线程数5
线程池中活跃的线程数： 10
----------------队列中阻塞的线程数5
exception in thread "main" java.util.concurrent.rejectedexecutionexception: task thread[thread15,5,main] rejected from java.util.concurrent.threadpoolexecutor@232204a1[running, pool size = 10, active threads = 10, queued tasks = 5, completed tasks = 0]
at java.util.concurrent.threadpoolexecutor$abortpolicy.rejectedexecution(threadpoolexecutor.java:2047)
at java.util.concurrent.threadpoolexecutor.reject(threadpoolexecutor.java:823)
at java.util.concurrent.threadpoolexecutor.execute(threadpoolexecutor.java:1369)
at test.threadtest.main(threadtest.java:17)
从结果可以观察出：
1、创建的线程池具体配置为：核心线程数量为5个；全部线程数量为10个；工作队列的长度为5。
2、我们通过queue.size()的方法来获取工作队列中的任务数。
3、运行原理：
刚开始都是在创建新的线程，达到核心线程数量5个后，新的任务进来后不再创建新的线程，而是将任务加入工作队列，任务队列到达上线5个后，新的任务又会创建新的普通线程，直到达到线程池最大的线程数量10个，后面的任务则根据配置的饱和策略来处理。我们这里没有具体配置，使用的是默认的配置abortpolicy:直接抛出异常。
当然，为了达到我需要的效果，上述线程处理的任务都是利用休眠导致线程没有释放！！！
rejectedexecutionhandler：饱和策略
当队列和线程池都满了，说明线程池处于饱和状态，那么必须对新提交的任务采用一种特殊的策略来进行处理。这个策略默认配置是abortpolicy，表示无法处理新的任务而抛出异常。java提供了4中策略：
1、abortpolicy：直接抛出异常
2、callerrunspolicy：只用调用所在的线程运行任务
3、discardoldestpolicy：丢弃队列里最近的一个任务，并执行当前任务。
4、discardpolicy：不处理，丢弃掉。
我们现在用第四种策略来处理上面的程序：
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public static void main(string[] args){ linkedblockingqueue<runnable> queue = new linkedblockingqueue<runnable>(3); rejectedexecutionhandler handler = new threadpoolexecutor.discardpolicy(); threadpoolexecutor threadpool = new threadpoolexecutor(2, 5, 60, timeunit.seconds, queue,handler); for (int i = 0; i < 9 ; i++) { threadpool.execute( new thread(new threadpooltest(), "thread".concat(i + ""))); system.out.println("线程池中活跃的线程数： " + threadpool.getpoolsize()); if (queue.size() > 0) { system.out.println("----------------队列中阻塞的线程数" + queue.size()); } } threadpool.shutdown();} |
执行结果：
线程池中活跃的线程数： 1
线程池中活跃的线程数： 2
线程池中活跃的线程数： 2
----------------队列中阻塞的线程数1
线程池中活跃的线程数： 2
----------------队列中阻塞的线程数2
线程池中活跃的线程数： 2
----------------队列中阻塞的线程数3
线程池中活跃的线程数： 3
----------------队列中阻塞的线程数3
线程池中活跃的线程数： 4
----------------队列中阻塞的线程数3
线程池中活跃的线程数： 5
----------------队列中阻塞的线程数3
线程池中活跃的线程数： 5
----------------队列中阻塞的线程数3
这里采用了丢弃策略后，就没有再抛出异常，而是直接丢弃。在某些重要的场景下，可以采用记录日志或者存储到数据库中，而不应该直接丢弃。
设置策略有两种方式：
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rejectedexecutionhandler handler = new threadpoolexecutor.discardpolicy();threadpoolexecutor threadpool = new threadpoolexecutor(2, 5, 60, timeunit.seconds, queue,handler); |
2、
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threadpoolexecutor threadpool = new threadpoolexecutor(2, 5, 60, timeunit.seconds, queue);threadpool.setrejectedexecutionhandler(new threadpoolexecutor.abortpolicy()); |
希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。
