Java并发编程：线程池的使用

// Public constructors and methods

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);

}

/**

* Creates a new {@code ThreadPoolExecutor} with the given initial

* parameters.

*

* @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even

* if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set

* @param maximumPoolSize the maximum number of threads to allow in the

* pool

* @param keepAliveTime when the number of threads is greater than

* the core, this is the maximum time that excess idle threads

* will wait for new tasks before terminating.

* @param unit the time unit for the {@code keepAliveTime} argument

* @param workQueue the queue to use for holding tasks before they are

* executed. This queue will hold only the {@code Runnable}

* tasks submitted by the {@code execute} method.

* @param threadFactory the factory to use when the executor

* creates a new thread

* @param handler the handler to use when execution is blocked

* because the thread bounds and queue capacities are reached

* @throws IllegalArgumentException if one of the following holds:<br>

* {@code corePoolSize < 0}<br>

* {@code keepAliveTime < 0}<br>

* {@code maximumPoolSize <= 0}<br>

* {@code maximumPoolSize < corePoolSize}

* @throws NullPointerException if {@code workQueue}

* or {@code threadFactory} or {@code handler} is null

*/

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.corePoolSize = corePoolSize;

this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;

this.workQueue = workQueue;

this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);

this.threadFactory = threadFactory;

this.handler = handler;

}

从上面的代码可以得知，ThreadPoolExecutor继承了AbstractExecutorService类，并提供了四个构造器，事实上，通过观察每个构造器的源码具体实现，发现前面三个构造器都是调用的第四个构造器进行的初始化工作。

下面解释下一下构造器中各个参数的含义：

• corePoolSize:核心池的大小，这个参数跟后面讲述的线程池的实现原理有非常大的关系。在创建了线程池后，默认情况下，线程池中并没有任何线程，而是等待有任务到来才创建线程取执行任务，除非调用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法，从这2个方法的名字就可以看出，是预创建线程的意思，即在没有任务到来之前就创建corePoolSize个线程或者一个线程。默认情况下，在创建了线程池后，线程池中的线程数为0，当有任务来之后，就会创建一个线程去执行任务，当线程池中的线程数目达到corePoolSize后，就会把到达的任务放到缓存队列当中；
• maximumPoolSize：线程池最大线程数，这个参数也是一个非常重要的参数，它表示在线程池中最多能创建多少个线程；
• keepAliveTime：表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。默认情况下，只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时，keepAliveTime才会起作用，直到线程池中的线程数不大于corePoolSize，即当线程池中的线程数大于corePoolSize时，如果一个线程空闲的时间达到keepAliveTime，则会终止，直到线程池中的线程数不超过corePoolSize。但是如果调用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法，在线程池中的线程数不大于corePoolSize时，keepAliveTime参数也会起作用，直到线程池中的线程数为0；
• unit：参数keepAliveTime的时间单位，有7种取值，在TimeUnit类中有7种静态属性：

  TimeUnit.DAYS; //天

  TimeUnit.HOURS; //小时

  TimeUnit.MINUTES; //分钟

  TimeUnit.SECONDS; //秒

  TimeUnit.MILLISECONDS; //毫秒

  TimeUnit.MICROSECONDS; //微妙

  TimeUnit.NANOSECONDS; //纳秒

• workQueue：一个阻塞队列，用来存储等待执行的任务，这个参数的选择也很重要，会对线程池的运行过程产生重大影响，一般来说，这里的阻塞队列有以下几种选择：

  ArrayBlockingQueue;

  LinkedBlockingQueue;

  SynchronousQueue;

ArrayBlockingQueue和PriorityBlockingQueue使用较少，一般使用LinkedBlockingQueue和Synchronous。线程池的排队策略与BlockingQueue有关。

• threadFactory：线程工厂，主要用来创建线程；
• handler：表示当拒绝处理任务时的策略，有以下四种取值：

  ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛RejectedExecutionException异常。

ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。

ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程）

ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务

在ThreadPoolExecutor类中有几个非常重要的方法：

execute()

submit()

shutdown()

shutdownNow()

• execute()方法实际上是Executor中声明的方法，在ThreadPoolExecutor进行了具体的实现，这个方法是ThreadPoolExecutor的核心方法，通过这个方法可以向线程池提交一个任务，交由线程池去执行。
• submit()方法是在ExecutorService中声明的方法，在AbstractExecutorService就已经有了具体的实现，在ThreadPoolExecutor中并没有对其进行重写，这个方法也是用来向线程池提交任务的，但是它和execute()方法不同，它能够返回任务执行的结果，去看submit()方法的实现，会发现它实际上还是调用的execute()方法，只不过它利用了Future来获取任务执行结果（Future相关内容将在下一篇讲述）。
• shutdown()和shutdownNow()是用来关闭线程池的。

volatile int runState;

static final int RUNNING    = 0;

static final int SHUTDOWN   = 1;

static final int STOP       = 2;

static final int TERMINATED = 3;

private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;             

//任务缓存队列，用来存放等待执行的任务

private final ReentrantLock mainLock = new ReentrantLock();  

//线程池的主要状态锁，对线程池状态（比如线程池的大小//、runState等）的改变都要使用这个锁

private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>(); 

//用来存放工作集

private volatile long  keepAliveTime;   

//线程存货时间   

private volatile boolean allowCoreThreadTimeOut;  

//是否允许为核心线程设置存活时间

private volatile int   corePoolSize;    

//核心池的大小（即线程池中的线程数目大于这个参数时，提交的任务会被放进任务缓存队列）

private volatile int   maximumPoolSize;  

//线程池最大能容忍的线程数

private volatile int   poolSize;      

//线程池中当前的线程数

private volatile RejectedExecutionHandler handler;

//任务拒绝策略

private volatile ThreadFactory threadFactory;  

//线程工厂，用来创建线程

private int largestPoolSize;  

//用来记录线程池中曾经出现过的最大线程数

private long completedTaskCount;  

//用来记录已经执行完毕的任务个数

public boolean prestartCoreThread() {

  return addIfUnderCorePoolSize(null); //注意传进去的参数是null

}

public int prestartAllCoreThreads() {

  int n = 0;

  while (addIfUnderCorePoolSize(null))//注意传进去的参数是null

    ++n;

    return n;

}