高并發(fā)之——創(chuàng)建線程池居然有這么多方式...
來自：冰河技術(shù)
前言
在Java的高并發(fā)領(lǐng)域，線程池一直是一個繞不開的話題。有些童鞋一直在使用線程池，但是，對于如何創(chuàng)建線程池僅僅停留在使用Executors工具類的方式，那么，創(chuàng)建線程池究竟存在哪幾種方式呢？就讓我們一起從創(chuàng)建線程池的源碼來深入分析究竟有哪些方式可以創(chuàng)建線程池。
使用Executors工具類創(chuàng)建線程池
在創(chuàng)建線程池時，初學(xué)者用的最多的就是Executors 這個工具類，而使用這個工具類創(chuàng)建線程池時非常簡單的，不需要關(guān)注太多的線程池細(xì)節(jié)，只需要傳入必要的參數(shù)即可。Executors 工具類提供了幾種創(chuàng)建線程池的方法，如下所示。
Executors.newCachedThreadPool：創(chuàng)建一個可緩存的線程池，如果線程池的大小超過了需要，可以靈活回收空閑線程，如果沒有可回收線程，則新建線程
Executors.newFixedThreadPool：創(chuàng)建一個定長的線程池，可以控制線程的最大并發(fā)數(shù)，超出的線程會在隊列中等待
Executors.newScheduledThreadPool：創(chuàng)建一個定長的線程池，支持定時、周期性的任務(wù)執(zhí)行
Executors.newSingleThreadExecutor: 創(chuàng)建一個單線程化的線程池，使用一個唯一的工作線程執(zhí)行任務(wù)，保證所有任務(wù)按照指定順序（先入先出或者優(yōu)先級）執(zhí)行
Executors.newSingleThreadScheduledExecutor:創(chuàng)建一個單線程化的線程池，支持定時、周期性的任務(wù)執(zhí)行
Executors.newWorkStealingPool：創(chuàng)建一個具有并行級別的work-stealing線程池
其中，Executors.newWorkStealingPool方法是Java 8中新增的創(chuàng)建線程池的方法，它能夠為線程池設(shè)置并行級別，具有更高的并發(fā)度和性能。除了此方法外，其他創(chuàng)建線程池的方法本質(zhì)上調(diào)用的是ThreadPoolExecutor類的構(gòu)造方法。
例如，我們可以使用如下代碼創(chuàng)建線程池。
Executors.newWorkStealingPool();
Executors.newCachedThreadPool();
Executors.newScheduledThreadPool(3);
使用ThreadPoolExecutor類創(chuàng)建線程池
從代碼結(jié)構(gòu)上看ThreadPoolExecutor類繼承自AbstractExecutorService，也就是說，ThreadPoolExecutor類具有AbstractExecutorService類的全部功能。
既然Executors工具類中創(chuàng)建線程池大部分調(diào)用的都是ThreadPoolExecutor類的構(gòu)造方法，所以，我們也可以直接調(diào)用ThreadPoolExecutor類的構(gòu)造方法來創(chuàng)建線程池，而不再使用Executors工具類。接下來，我們一起看下ThreadPoolExecutor類的構(gòu)造方法。
ThreadPoolExecutor類中的所有構(gòu)造方法如下所示。
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
}
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
threadFactory, defaultHandler);
}
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
RejectedExecutionHandler handler) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), handler);
}
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler) {
if (corePoolSize < 0 ||
maximumPoolSize <= 0 ||
maximumPoolSize < corePoolSize ||
keepAliveTime < 0)
throw new IllegalArgumentException();
if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
throw new NullPointerException();
this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
null :
AccessController.getContext();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
由ThreadPoolExecutor類的構(gòu)造方法的源代碼可知，創(chuàng)建線程池最終調(diào)用的構(gòu)造方法如下。
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize,
long keepAliveTime, TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler) {
if (corePoolSize < 0 ||
maximumPoolSize <= 0 ||
maximumPoolSize < corePoolSize ||
keepAliveTime < 0)
throw new IllegalArgumentException();
if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
throw new NullPointerException();
this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
null :
AccessController.getContext();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
關(guān)于此構(gòu)造方法中各參數(shù)的含義和作用，各位可以移步《高并發(fā)之——不得不說的線程池與ThreadPoolExecutor類淺析》進(jìn)行查閱。
大家可以自行調(diào)用ThreadPoolExecutor類的構(gòu)造方法來創(chuàng)建線程池。例如，我們可以使用如下形式創(chuàng)建線程池。
new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
使用ForkJoinPool類創(chuàng)建線程池
在Java8的Executors工具類中，新增了如下創(chuàng)建線程池的方式。
public static ExecutorService newWorkStealingPool(int parallelism) {
return new ForkJoinPool
(parallelism,
ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
null, true);
}
public static ExecutorService newWorkStealingPool() {
return new ForkJoinPool
(Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
null, true);
}
從源代碼可以可以，本質(zhì)上調(diào)用的是ForkJoinPool類的構(gòu)造方法類創(chuàng)建線程池，而從代碼結(jié)構(gòu)上來看ForkJoinPool類繼承自AbstractExecutorService抽象類。接下來，我們看下ForkJoinPool類的構(gòu)造方法。
public ForkJoinPool() {
this(Math.min(MAX_CAP, Runtime.getRuntime().availableProcessors()),
defaultForkJoinWorkerThreadFactory, null, false);
}
public ForkJoinPool(int parallelism) {
this(parallelism, defaultForkJoinWorkerThreadFactory, null, false);
}
public ForkJoinPool(int parallelism,
ForkJoinWorkerThreadFactory factory,
UncaughtExceptionHandler handler,
boolean asyncMode) {
this(checkParallelism(parallelism),
checkFactory(factory),
handler,
asyncMode ? FIFO_QUEUE : LIFO_QUEUE,
"ForkJoinPool-" + nextPoolId() + "-worker-");
checkPermission();
}
private ForkJoinPool(int parallelism,
ForkJoinWorkerThreadFactory factory,
UncaughtExceptionHandler handler,
int mode,
String workerNamePrefix) {
this.workerNamePrefix = workerNamePrefix;
this.factory = factory;
this.ueh = handler;
this.config = (parallelism & SMASK) | mode;
long np = (long)(-parallelism); // offset ctl counts
this.ctl = ((np << AC_SHIFT) & AC_MASK) | ((np << TC_SHIFT) & TC_MASK);
}
通過查看源代碼得知，F(xiàn)orkJoinPool的構(gòu)造方法，最終調(diào)用的是如下私有構(gòu)造方法。
private ForkJoinPool(int parallelism,
ForkJoinWorkerThreadFactory factory,
UncaughtExceptionHandler handler,
int mode,
String workerNamePrefix) {
this.workerNamePrefix = workerNamePrefix;
this.factory = factory;
this.ueh = handler;
this.config = (parallelism & SMASK) | mode;
long np = (long)(-parallelism); // offset ctl counts
this.ctl = ((np << AC_SHIFT) & AC_MASK) | ((np << TC_SHIFT) & TC_MASK);
}
其中，各參數(shù)的含義如下所示。
parallelism：并發(fā)級別。
factory：創(chuàng)建線程的工廠類對象。
handler：當(dāng)線程池中的線程拋出未捕獲的異常時，統(tǒng)一使用UncaughtExceptionHandler對象處理。
mode：取值為FIFO_QUEUE或者LIFO_QUEUE。
workerNamePrefix：執(zhí)行任務(wù)的線程名稱的前綴。
當(dāng)然，私有構(gòu)造方法雖然是參數(shù)最多的一個方法，但是其不會直接對外方法，我們可以使用如下方式創(chuàng)建線程池。
new ForkJoinPool();
new ForkJoinPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
new ForkJoinPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
null, true);
使用ScheduledThreadPoolExecutor類創(chuàng)建線程池
在Executors工具類中存在如下方法類創(chuàng)建線程池。
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
return new DelegatedScheduledExecutorService
(new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
}
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
return new DelegatedScheduledExecutorService
(new ScheduledThreadPoolExecutor(1, threadFactory));
}
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(
int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory);
}
從源碼來看，這幾個方法本質(zhì)上調(diào)用的都是ScheduledThreadPoolExecutor類的構(gòu)造方法，ScheduledThreadPoolExecutor中存在的構(gòu)造方法如下所示。
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue(), threadFactory);
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize, RejectedExecutionHandler handler) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue(), handler);
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize,ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue(), threadFactory, handler);
}
而從代碼結(jié)構(gòu)上看，ScheduledThreadPoolExecutor類繼承自ThreadPoolExecutor類，本質(zhì)上還是調(diào)用ThreadPoolExecutor類的構(gòu)造方法，只不過此時傳遞的隊列為DelayedWorkQueue。我們可以直接調(diào)用ScheduledThreadPoolExecutor類的構(gòu)造方法來創(chuàng)建線程池，例如以如下形式創(chuàng)建線程池。
new ScheduledThreadPoolExecutor(3)
最后，需要注意的是：ScheduledThreadPoolExecutor主要用來創(chuàng)建執(zhí)行定時任務(wù)的線程池。
后記：
記住：你比別人強(qiáng)的地方，不是你做過多少年的CRUD工作，而是你比別人掌握了更多深入的技能。不要總停留在CRUD的表面工作，理解并掌握底層原理并熟悉源碼實現(xiàn)，并形成自己的抽象思維能力，做到靈活運(yùn)用，才是你突破瓶頸，脫穎而出的重要方向！
最后，作為一名合格（發(fā)際線比較高）的開發(fā)人員或者資深（禿頂）的工程師和架構(gòu)師來說，理解原理和掌握源碼，并形成自己的抽象思維能力，靈活運(yùn)用是你必須掌握的技能。
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