前記：

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jdk官方文檔（javadoc）是學(xué)習(xí)的最好，最權(quán)威的參考。

文章分上中下。上篇中主要介紹ThreadPoolExecutor接受任務(wù)相關(guān)的兩方面入?yún)⒌囊饬x和區(qū)別，池大小參數(shù)corePoolSize和maximumPoolSize，BlockingQueue選型（SynchronousQueue，LinkedBlockingQueue，ArrayBlockingQueue）；中篇中主要聊聊與keepAliveTime這個(gè)參數(shù)相關(guān)的話題；下片中介紹一下一些比較少用的該類的API，及他的近親：ScheduledThreadPoolExecutor。

如果理解錯誤，請直接指出。

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查看JDK幫助文檔，可以發(fā)現(xiàn)該類比較簡單，繼承自AbstractExecutorService，而AbstractExecutorService實(shí)現(xiàn)了ExecutorService接口。

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ThreadPoolExecutor的完整構(gòu)造方法的簽名是：

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ThreadPoolExecutor(int?corePoolSize, int?maximumPoolSize, long?keepAliveTime, TimeUnit?unit, BlockingQueue<Runnable>?workQueue, ThreadFactory?threadFactory, RejectedExecutionHandler?handler)?

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先記著，后面慢慢解釋。

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其實(shí)對于ThreadPoolExecutor的構(gòu)造函數(shù)網(wǎng)上有N多的解釋的，大多講得都很好，不過我想先換個(gè)方式，從Executors這個(gè)類入手。因?yàn)樗膸讉€(gè)構(gòu)造工廠構(gòu)造方法名字取得令人很容易了解有什么特點(diǎn)。但是其實(shí)Executors類的底層實(shí)現(xiàn)便是ThreadPoolExecutor！

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ThreadPoolExecutor是Executors類的底層實(shí)現(xiàn)。

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在JDK幫助文檔中，有如此一段話：

“強(qiáng)烈建議程序員使用較為方便的 Executors 工廠方法 Executors.newCachedThreadPool()（無界線程池，可以進(jìn)行自動線程回收）、Executors.newFixedThreadPool(int)（固定大小線程池）和 Executors.newSingleThreadExecutor()（單個(gè)后臺線程），它們均為大多數(shù)使用場景預(yù)定義了設(shè)置。”

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可以推斷出ThreadPoolExecutor與Executors類必然關(guān)系密切。

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OK，那就來看看源碼吧，從newFixedThreadPool開始。

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ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads):固定大小線程池。

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可以看到，corePoolSize和maximumPoolSize的大小是一樣的（實(shí)際上，后面會介紹，如果使用無界queue的話maximumPoolSize參數(shù)是沒有意義的），keepAliveTime和unit的設(shè)值表名什么？-就是該實(shí)現(xiàn)不想keep alive！最后的BlockingQueue選擇了LinkedBlockingQueue，該queue有一個(gè)特點(diǎn)，他是無界的。

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Java代碼 ?

public?static?ExecutorService?newFixedThreadPool(int?nThreads)?{??

????????return?new?ThreadPoolExecutor(nThreads,?nThreads,??

??????????????????????????????????????0L,?TimeUnit.MILLISECONDS,??

??????????????????????????????????????new?LinkedBlockingQueue<Runnable>());??

????}??

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ExecutorService newSingleThreadExecutor()：單線程。

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可以看到，與fixedThreadPool很像，只不過fixedThreadPool中的入?yún)⒅苯油嘶癁?

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Java代碼 ?

public?static?ExecutorService?newSingleThreadExecutor()?{??

????????return?new?FinalizableDelegatedExecutorService??

????????????(new?ThreadPoolExecutor(1,?1,??

????????????????????????????????????0L,?TimeUnit.MILLISECONDS,??

????????????????????????????????????new?LinkedBlockingQueue<Runnable>()));??

????}??

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ExecutorService newCachedThreadPool()：無界線程池，可以進(jìn)行自動線程回收。

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這個(gè)實(shí)現(xiàn)就有意思了。首先是無界的線程池，所以我們可以發(fā)現(xiàn)maximumPoolSize為big big。其次BlockingQueue的選擇上使用SynchronousQueue。可能對于該BlockingQueue有些陌生，簡單說：該QUEUE中，每個(gè)插入操作必須等待另一個(gè)

線程的對應(yīng)移除操作。比如，我先添加一個(gè)元素，接下來如果繼續(xù)想嘗試添加則會阻塞，直到另一個(gè)線程取走一個(gè)元素，反之亦然。（想到什么？就是緩沖區(qū)為1的生產(chǎn)者消費(fèi)者模式^_^）

注意到介紹中的自動回收線程的特性嗎，為什么呢？先不說，但注意到該實(shí)現(xiàn)中corePoolSize和maximumPoolSize的大小不同。

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Java代碼 ?

public?static?ExecutorService?newCachedThreadPool()?{??

????????return?new?ThreadPoolExecutor(0,?Integer.MAX_VALUE,??

??????????????????????????????????????60L,?TimeUnit.SECONDS,??

??????????????????????????????????????new?SynchronousQueue<Runnable>());??

????}??

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到此如果有很多疑問，那是必然了（除非你也很了解了）

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先從BlockingQueue<Runnable>?workQueue這個(gè)入?yún)㈤_始說起。在JDK中，其實(shí)已經(jīng)說得很清楚了，一共有三種類型的queue。以下為引用：（我會稍微修改一下，并用紅色突出顯示）

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所有 BlockingQueue 都可用于傳輸和保持提交的任務(wù)。可以使用此隊(duì)列與池大小進(jìn)行交互：

• 如果運(yùn)行的線程少于 corePoolSize，則 Executor 始終首選添加新的線程，而不進(jìn)行排隊(duì)。（什么意思？如果當(dāng)前運(yùn)行的線程小于corePoolSize，則任務(wù)根本不會存放，添加到queue中，而是直接抄家伙（thread）開始運(yùn)行）
• 如果運(yùn)行的線程等于或多于 corePoolSize，則 Executor 始終首選將請求加入隊(duì)列，而不添加新的線程。
• 如果無法將請求加入隊(duì)列，則創(chuàng)建新的線程，除非創(chuàng)建此線程超出 maximumPoolSize，在這種情況下，任務(wù)將被拒絕。

先不著急舉例子，因?yàn)槭紫刃枰纐ueue上的三種類型。
排隊(duì)有三種通用策略：

直接提交。工作隊(duì)列的默認(rèn)選項(xiàng)是 SynchronousQueue，它將任務(wù)直接提交給線程而不保持它們。在此，如果不存在可用于立即運(yùn)行任務(wù)的線程，則試圖把任務(wù)加入隊(duì)列將失敗，因此會構(gòu)造一個(gè)新的線程。此策略可以避免在處理可能具有內(nèi)部依賴性的請求集時(shí)出現(xiàn)鎖。直接提交通常要求無界 maximumPoolSizes 以避免拒絕新提交的任務(wù)。當(dāng)命令以超過隊(duì)列所能處理的平均數(shù)連續(xù)到達(dá)時(shí)，此策略允許無界線程具有增長的可能性。

無界隊(duì)列。使用無界隊(duì)列（例如，不具有預(yù)定義容量的 LinkedBlockingQueue）將導(dǎo)致在所有 corePoolSize 線程都忙時(shí)新任務(wù)在隊(duì)列中等待。這樣，創(chuàng)建的線程就不會超過 corePoolSize。（因此，maximumPoolSize 的值也就無效了。）當(dāng)每個(gè)任務(wù)完全獨(dú)立于其他任務(wù)，即任務(wù)執(zhí)行互不影響時(shí)，適合于使用無界隊(duì)列；例如，在 Web 頁服務(wù)器中。這種排隊(duì)可用于處理瞬態(tài)突發(fā)請求，當(dāng)命令以超過隊(duì)列所能處理的平均數(shù)連續(xù)到達(dá)時(shí)，此策略允許無界線程具有增長的可能性。

有界隊(duì)列。當(dāng)使用有限的 maximumPoolSizes 時(shí)，有界隊(duì)列（如 ArrayBlockingQueue）有助于防止資源耗盡，但是可能較難調(diào)整和控制。隊(duì)列大小和最大池大小可能需要相互折衷：使用大型隊(duì)列和小型池可以最大限度地降低 CPU 使用率、操作系統(tǒng)資源和上下文切換開銷，但是可能導(dǎo)致人工降低吞吐量。如果任務(wù)頻繁阻塞（例如，如果它們是 I/O 邊界），則系統(tǒng)可能為超過您許可的更多線程安排時(shí)間。使用小型隊(duì)列通常要求較大的池大小，CPU 使用率較高，但是可能遇到不可接受的調(diào)度開銷，這樣也會降低吞吐量。 ?

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到這里，該了解的理論已經(jīng)夠多了，可以調(diào)節(jié)的就是corePoolSize和maximumPoolSizes 這對參數(shù)還有就是BlockingQueue的選擇。

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例子一：使用直接提交策略，也即SynchronousQueue。

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首先SynchronousQueue是無界的，也就是說他存數(shù)任務(wù)的能力是沒有限制的，但是由于該Queue本身的特性，在某次添加元素后必須等待其他線程取走后才能繼續(xù)添加。在這里不是核心線程便是新創(chuàng)建的線程，但是我們試想一樣下，下面的場景。

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我們使用一下參數(shù)構(gòu)造ThreadPoolExecutor：

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Java代碼 ?

new?ThreadPoolExecutor(??

????????????2,?3,?30,?TimeUnit.SECONDS,???

????????????new?<span?style="white-space:?normal;">SynchronousQueue</span><Runnable>(),???

????????????new?RecorderThreadFactory("CookieRecorderPool"),???

????????????new?ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());??

?當(dāng)核心線程已經(jīng)有2個(gè)正在運(yùn)行.

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此時(shí)繼續(xù)來了一個(gè)任務(wù)（A），根據(jù)前面介紹的“如果運(yùn)行的線程等于或多于 corePoolSize，則 Executor 始終首選將請求加入隊(duì)列，而不添加新的線程。”,所以A被添加到queue中。

又來了一個(gè)任務(wù)（B），且核心2個(gè)線程還沒有忙完，OK，接下來首先嘗試1中描述，但是由于使用的SynchronousQueue，所以一定無法加入進(jìn)去。

此時(shí)便滿足了上面提到的“如果無法將請求加入隊(duì)列，則創(chuàng)建新的線程，除非創(chuàng)建此線程超出maximumPoolSize，在這種情況下，任務(wù)將被拒絕。”，所以必然會新建一個(gè)線程來運(yùn)行這個(gè)任務(wù)。

暫時(shí)還可以，但是如果這三個(gè)任務(wù)都還沒完成，連續(xù)來了兩個(gè)任務(wù)，第一個(gè)添加入queue中，后一個(gè)呢？queue中無法插入，而線程數(shù)達(dá)到了maximumPoolSize，所以只好執(zhí)行異常策略了。

所以在使用SynchronousQueue通常要求maximumPoolSize是無界的，這樣就可以避免上述情況發(fā)生（如果希望限制就直接使用有界隊(duì)列）。對于使用SynchronousQueue的作用jdk中寫的很清楚：此策略可以避免在處理可能具有內(nèi)部依賴性的請求集時(shí)出現(xiàn)鎖。
什么意思？如果你的任務(wù)A1，A2有內(nèi)部關(guān)聯(lián)，A1需要先運(yùn)行，那么先提交A1，再提交A2，當(dāng)使用SynchronousQueue我們可以保證，A1必定先被執(zhí)行，在A1么有被執(zhí)行前，A2不可能添加入queue中
例子二：使用無界隊(duì)列策略，即LinkedBlockingQueue
這個(gè)就拿newFixedThreadPool來說，根據(jù)前文提到的規(guī)則： 寫道 如果運(yùn)行的線程少于 corePoolSize，則 Executor 始終首選添加新的線程，而不進(jìn)行排隊(duì)。 那么當(dāng)任務(wù)繼續(xù)增加，會發(fā)生什么呢？ 寫道 ? 如果運(yùn)行的線程等于或多于 corePoolSize，則 Executor 始終首選將請求加入隊(duì)列，而不添加新的線程。

?OK，此時(shí)任務(wù)變加入隊(duì)列之中了，那什么時(shí)候才會添加新線程呢？

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寫道 如果無法將請求加入隊(duì)列，則創(chuàng)建新的線程，除非創(chuàng)建此線程超出 maximumPoolSize，在這種情況下，任務(wù)將被拒絕。

這里就很有意思了，可能會出現(xiàn)無法加入隊(duì)列嗎？不像SynchronousQueue那樣有其自身的特點(diǎn)，對于無界隊(duì)列來說，總是可以加入的（資源耗盡，當(dāng)然另當(dāng)別論）。換句說，永遠(yuǎn)也不會觸發(fā)產(chǎn)生新的線程！corePoolSize大小的線程數(shù)會一直運(yùn)行，忙完當(dāng)前的，就從隊(duì)列中拿任務(wù)開始運(yùn)行。所以要防止任務(wù)瘋長，比如任務(wù)運(yùn)行的實(shí)行比較長，而添加任務(wù)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過處理任務(wù)的時(shí)間，而且還不斷增加，如果任務(wù)內(nèi)存大一些，不一會兒就爆了，呵呵。

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可以仔細(xì)想想哈。

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例子三：有界隊(duì)列，使用ArrayBlockingQueue。

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這個(gè)是最為復(fù)雜的使用，所以JDK不推薦使用也有些道理。與上面的相比，最大的特點(diǎn)便是可以防止資源耗盡的情況發(fā)生。

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舉例來說，請看如下構(gòu)造方法：

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Java代碼 ?

new?ThreadPoolExecutor(??

????????????2,?4,?30,?TimeUnit.SECONDS,???

????????????new?ArrayBlockingQueue<Runnable>(2),???

????????????new?RecorderThreadFactory("CookieRecorderPool"),???

????????????new?ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());??

假設(shè)，所有的任務(wù)都永遠(yuǎn)無法執(zhí)行完。

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對于首先來的A,B來說直接運(yùn)行，接下來，如果來了C,D，他們會被放到queu中，如果接下來再來E,F，則增加線程運(yùn)行E，F。但是如果再來任務(wù)，隊(duì)列無法再接受了，線程數(shù)也到達(dá)最大的限制了，所以就會使用拒絕策略來處理。

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總結(jié)：

ThreadPoolExecutor的使用還是很有技巧的。

使用無界queue可能會耗盡系統(tǒng)資源。

使用有界queue可能不能很好的滿足性能，需要調(diào)節(jié)線程數(shù)和queue大小

線程數(shù)自然也有開銷，所以需要根據(jù)不同應(yīng)用進(jìn)行調(diào)節(jié)。

通常來說對于靜態(tài)任務(wù)可以歸為：

數(shù)量大，但是執(zhí)行時(shí)間很短

數(shù)量小，但是執(zhí)行時(shí)間較長

數(shù)量又大執(zhí)行時(shí)間又長

除了以上特點(diǎn)外，任務(wù)間還有些內(nèi)在關(guān)系

看完這篇問文章后，希望能夠可以選擇合適的類型了

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ThreadPoolExecutor使用和思考(上)-线程池大小设置与BlockingQueue的三种实现区别的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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