java中的線程池是運用場景最多的并發框架。在開發過程中，合理的使用線程池能夠帶來下面的一些好處：
1、降低資源的消耗。
2、提高響應速度。
3、提高線程的可管理型。

1.1、線程池ThreadPoolExecutor工作原理

講解之前，我們先看一張原理圖

ThreadPoolExecutor執行execute方法有4種情況：
1）如果當前運行的線程少于corePoolSize，則創建新的線程來執行任務。
2）如果運行的線程等于或者多余corePoolSize，則將任務加入BlockingQueue中，在等待隊列中，等待有新的線程可以運行。
3）如果BlockingQueue隊列滿了，且沒有超過maxPoolSize，則創建新的線程來處理任務。
4）如果創建的線程超過maxPoolSize，任務會拒絕，并調用RejectExecutionHandler.rejectedExecution()方法。

1.2、線程池的使用

1.2.1、線程池的創建

一般我們可以通過ThreadPoolExecutor來創建一個線程池。
在ThreadPoolExecutor類中提供了四個構造方法：

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {.....public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue);public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory);public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler);public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler);... }

我們通過

new ThreadPoolExecutor(corePoolSize,maximumPoolSize,keepAliveTime,unit,workQueue,threadFactory,handler);

創建一個新的線程池。

下面我們介紹一下需要輸入的幾個參數的意義：

1）corePoolSize：核心池的大小，這個參數跟后面講述的線程池的實現原理有非常大的關系。在創建了線程池后，默認情況下，線程池中并沒有任何線程，而是等待有任務到來才創建線程去執行任務，除非調用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法，從這2個方法的名字就可以看出，是預創建線程的意思，即在沒有任務到來之前就創建corePoolSize個線程或者一個線程。默認情況下，在創建了線程池后，線程池中的線程數為0，當有任務來之后，就會創建一個線程去執行任務，當線程池中的線程數目達到corePoolSize后，就會把到達的任務放到緩存隊列當中；

2） maximumPoolSize：線程池最大線程數，這個參數也是一個非常重要的參數，它表示在線程池中最多能創建多少個線程；

3）keepAliveTime：表示線程沒有任務執行時最多保持多久時間會終止。默認情況下，只有當線程池中的線程數大于corePoolSize時，keepAliveTime才會起作用，直到線程池中的線程數不大于corePoolSize，即當線程池中的線程數大于corePoolSize時，如果一個線程空閑的時間達到keepAliveTime，則會終止，直到線程池中的線程數不超過corePoolSize。但是如果調用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法，在線程池中的線程數不大于corePoolSize時，keepAliveTime參數也會起作用，直到線程池中的線程數為0；

• unit：參數keepAliveTime的時間單位，有7種取值，在TimeUnit類中有7種靜態屬性：

TimeUnit.DAYS; //天 TimeUnit.HOURS; //小時 TimeUnit.MINUTES; //分鐘 TimeUnit.SECONDS; //秒 TimeUnit.MILLISECONDS; //毫秒 TimeUnit.MICROSECONDS; //微妙 TimeUnit.NANOSECONDS; //納秒</pre>

4） workQueue：一個阻塞隊列，用來存儲等待執行的任務，這個參數的選擇也很重要，會對線程池的運行過程產生重大影響，一般來說，這里的阻塞隊列有以下幾種選擇：

• ArrayBlockingQueue:一個基于數組結構的有界阻塞隊列。
• LinkedBlockingQueue：一個基于鏈表的阻塞隊列，吞吐量要高于ArrayBlockingQueue。
• SynchronousQueue：一個不存儲元素的阻塞隊列。每次插入操作必須等到另外一個線程調用移除操作，否則一直處于阻塞狀態。吞吐量要高于LinkedBlockingQueue。
• PriorityBlockingQueue：一個具有優先級的無線阻塞隊列。

ArrayBlockingQueue和PriorityBlockingQueue使用較少，一般使用LinkedBlockingQueue和Synchronous。線程池的排隊策略與BlockingQueue有關。

5）threadFactory：線程工廠，主要用來創建線程；
6）RejectedExecutionHandler：當隊列和線程池都滿了，將會執行下面的策略，jdk1.5中提供有以下四種策略：

• ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丟棄任務并拋出RejectedExecutionException異常。
• ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丟棄任務，但是不拋出異常。
• ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丟棄隊列最前面的任務，然后重新嘗試執行任務（重復此過程）
• ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由調用線程處理該任務

1.2.2、如何向線程池提交任務

向線程池提交任務，提供了兩種方法，分別是execute()和submit()方法。

1）execute()方法

execute方法用于提交不需要返回值的任務，所以也就意味著無法判斷是否執行成功。

pool.execute(new Runnable(){@Overridepublic void run() {System.out.println("使用execute提交任務.");}});

2）submit方法

submit方法可以用于提交需要有返回值的任務。線程池會返回一個future類型的對象，通過這個future對象可以判讀是否執行成功，并且還可以通過get()方法來獲取返回值。

Runnable task = null;Future<Object> future = (Future<Object>) pool.submit(task);try {future.get();//獲取返回值} catch (InterruptedException e) {//中斷異常處理// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} catch (ExecutionException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} finally {//關閉線程池pool.shutdown();}

1.2.3、關閉線程池

在上一節中，我們在異常的處理后面，我們就使用到了shutdown()方法來關閉線程池。

在關閉線程池的時候，這里有兩個方法可以調用，分別是shutdown和shutdownNow方法。

1.3、線程池使用實例

1.3.1、線程池的使用實例

這個實例我們使用自定義的拒絕策略，因為jdk的策略并不是很完美

public class MyRejected implements RejectedExecutionHandler{public MyRejected(){}@Overridepublic void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {System.out.println("自定義處理..");System.out.println("當前被拒絕任務為：" + r.toString());}}

然后我們定義一個任務類

public class MyTask implements Runnable {private int taskId;private String taskName;public MyTask(int taskId, String taskName){this.taskId = taskId;this.taskName = taskName;}public int getTaskId() {return taskId;}public void setTaskId(int taskId) {this.taskId = taskId;}public String getTaskName() {return taskName;}public void setTaskName(String taskName) {this.taskName = taskName;}@Overridepublic void run() {try {System.out.println("run taskId =" + this.taskId);Thread.sleep(5*1000);//System.out.println("end taskId =" + this.taskId);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }public String toString(){return Integer.toString(this.taskId);}}

最后，我們看一下任務執行

public class UseThreadPoolExecutor1 {public static void main(String[] args) {/*** 在使用有界隊列時，若有新的任務需要執行，如果線程池實際線程數小于corePoolSize，則優先創建線程，* 若大于corePoolSize，則會將任務加入隊列，* 若隊列已滿，則在總線程數不大于maximumPoolSize的前提下，創建新的線程，* 若線程數大于maximumPoolSize，則執行拒絕策略。或其他自定義方式。* */ ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(1, //coreSize2, //MaxSize60, //60TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3) //指定一種隊列 （有界隊列）//new LinkedBlockingQueue<Runnable>(), new MyRejected()//, new DiscardOldestPolicy());MyTask mt1 = new MyTask(1, "任務1");MyTask mt2 = new MyTask(2, "任務2");MyTask mt3 = new MyTask(3, "任務3");MyTask mt4 = new MyTask(4, "任務4");MyTask mt5 = new MyTask(5, "任務5");MyTask mt6 = new MyTask(6, "任務6");pool.execute(mt1);pool.execute(mt2);pool.execute(mt3);/*pool.execute(mt4);pool.execute(mt5);pool.execute(mt6);*/pool.shutdown(); // pool.shutdownNow();} }

執行結果：
1）當運行<5個時,可以正常運行：

2）當>5時，因為大于了最大值，所以執行了異常策略：

1.3.2、線程池的監控參數或者其他api使用

當我們需要對線程池進行監控時，我們可以使用線程池提供的參數進行監控，可以使用下面的一些屬性。

• taskCount：線程池需要執行的任務數量。
• completedTaskCount：線程池在運行過程中已完成的數量。
• largestPoolSize：線程池里曾經創建過的最大的線程數量。
• poolSize：線程池的線程數量。
• ActiveCount：獲取活動的線程數量。

System.out.println(pool.getTaskCount()); System.out.println(pool.getCompletedTaskCount()); System.out.println(pool.getLargestPoolSize()); System.out.println(pool.getPoolSize()); System.out.println(pool.getActiveCount());

運行結果：

1.4、如何合理的配置線程池的大小

一般需要根據任務的類型來配置線程池大小：

• 如果是CPU密集型任務，就需要盡量壓榨CPU，參考值可以設為 NCPU+1

• 如果是IO密集型任務，參考值可以設置為2*NCPU

• 建議使用有界隊列。因為有界隊列能夠增加系統的穩定性和預警的能力，我們可以想象一下，當我們使用無界隊列的時候，當我們系統的后臺的線程池的隊列和線程池會越來越多，這樣當達到一定的程度的時候，有可能會撐滿內存，導致系統出現問題。當我們是有界隊列的時候，當我們系統的后臺的線程池的隊列和線程池滿了之后，會不斷的拋出異常的任務，我們可以通過異常信息做一些事情。

當然，這只是一個參考值，具體的設置還需要根據實際情況進行調整，比如可以先將線程池大小設置為參考值，再觀察任務運行情況和系統負載、資源利用率來進行適當調整。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java线程池原理及使用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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