ThreadPoolExecutor自定义线程池
开篇一张图（图片来自阿里巴巴Java开发手册（详尽版）），后面全靠编
好了要开始编了，从图片中就可以看到这篇博文的主题了，ThreadPoolExecutor自定义线程池。
ThreadPoolExecutor构造函数介绍
在介绍穿件线程池的方法之前要先介绍一个类ThreadPoolExecutor，因为Executors工厂大部分方法都是返回ThreadPoolExecutor对象，先来看看它的构造函数吧
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler) {...}参数介绍
| 参数 | 类型 | 含义 |
|---|---|---|
| corePoolSize | int | 核心线程数 |
| maximumPoolSize | int | 最大线程数 |
| keepAliveTime | long | 存活时间 |
| unit | TimeUnit | 时间单位 |
| workQueue | BlockingQueue | 存放线程的队列 |
| threadFactory | ThreadFactory | 创建线程的工厂 |
| handler | RejectedExecutionHandler | 多余的的线程处理器（拒绝策略） |
核心线程数corePoolSize
这个参数表示线程池中的基本线程数量也就是核心线程数量。
最大线程数maximumPoolSize
这个参数是线程池中允许创建的最大线程数量，当使用有界队列时，且队列存放的任务满了，那么线程池会创建新的线程（最大不会超过这个参数所设置的值）。需要注意的是，当使用无界队列时，这个参数是无效的。
线程存活时间keepAliveTime
这个就是线程空闲时可以存活的时间，一旦超过这个时间，线程就会被销毁。
线程存活时间单位unit
线程存活的时间单位，有NANOSECONDS（纳秒）、MICROSECONDS（微秒）、MILLISECONDS（毫秒）、SECONDS（秒）、MINUTES（分钟）、HOURS（小时）、DAYS（天）。TimeUnit代码如下
public enum TimeUnit {
NANOSECONDS {...},
MICROSECONDS {...},
MILLISECONDS {...},
SECONDS {...},
MINUTES {...},
HOURS {...},
DAYS {...};
}创建线程的工厂threadFactory
创建线程的工厂，一般都是采用Executors.defaultThreadFactory()方法返回的DefaultThreadFactory，当然也可以用其他的来设置更有意义的名称。
DefaultThreadFactory类如下
/** * The default thread factory */static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory { private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1); private final ThreadGroup group; private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1); private final String namePrefix; DefaultThreadFactory() {
SecurityManager s = System.getSecurityManager();
group = (s != null) ? s.getThreadGroup() :
Thread.currentThread().getThreadGroup();
namePrefix = "pool-" +
poolNumber.getAndIncrement() + "-thread-";
} public Thread newThread(Runnable r) {
Thread t = new Thread(group, r,
namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(), 0); if (t.isDaemon())
t.setDaemon(false); if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY); return t;
}
}队列
分为有界队列和无界队列，用于存放等待执行的任务的阻塞队列。有SynchronousQueue、ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、DelayQueue、PriorityBlockingQueue、LinkedTransferQueue、DelayedWorkQueue、LinkedBlockingDeque。下面将介绍有界和无界两种常用的队列。BlockingQueue类图如下
有界队列
当使用有界队列时，如果有新的任务需要添加进来时，如果线程池实际线程数小于corePoolSize（核心线程数），则优先创建线程，如果线程池实际线程数大于corePoolSize（核心线程数）,则会将任务加入队列，若队列已满，则在中现场数不大于maximumPoolSize（最大线程数）的前提下，创建新的线程，若线程数大于maximumPoolSize（最大线程数），则执行拒绝策略。
无界队列
当使用无界队列时，maximumPoolSize（最大线程数）和拒绝策略便会失效，因为队列是没有限制的，所以就不存在队列满的情况。和有界队列相比，当有新的任务添加进来时，都会进入队列等待。但是这也会出现一些问题，例如线程的执行速度比任务提交速度慢，会导致无界队列快速增长，直到系统资源耗尽。
拒绝策略
当使用有界队列时，且队列任务被填满后，线程数也达到最大值时，拒绝策略开始发挥作用。ThreadPoolExecutor默认使用AbortPolicy拒绝策略。RejectedExecutionHandler类图如下
我们来看看ThreadPoolExecutor是如何调用RejectedExecutionHandler的，可以直接查看execute方法
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {
public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); int c = ctl.get(); if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { if (addWorker(command, true)) return;
c = ctl.get();
} if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { int recheck = ctl.get(); if (! isRunning(recheck) && remove(command)) reject(command); else if (workerCountOf(recheck) == 0) addWorker(null, false);
}else if (!addWorker(command, false)) //拒绝线程
reject(command);
}
}可以看到经过一系列的操作，不符合条件的会调用reject方法,那我么接着来看看reject方法
final void reject(Runnable command) {
handler.rejectedExecution(command, this);
}可以看到调用了RejectedExecutionHandler接口的rejectedExecution方法。好了，现在来看看jdk提供的几个拒绝策略。
注：后续会写一篇ThreadPoolExecutor源码解析，专门介绍ThreadPoolExecutor各个流程
AbortPolicy
从下面代码可以看到直接抛出异常信息，但是线程池还是可以正常工作的。
public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler { public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() + " rejected from " +
e.toString());
}
}示例代码
线程类
public class Task implements Runnable{ private int id ; public Task(int id){ this.id = id;
} public int getId() { return id;
} public void setId(int id) { this.id = id;
} @Override
public void run() { //
System.out.println(LocalTime.now()+" 当前线程id和名称为:" + this.id); try {
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
} public String toString(){ return "当前线程的内容为:{ id : " + this.id + "}";
}
}测试代码
public class TestAbortPolicy { public static void main(String[] args) { //定义了1个核心线程数，最大线程数1个，队列长度2个
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor( 1, 1, 60,
TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(2), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); //直接提交4个线程
executor.submit(new Task(1));
executor.submit(new Task(2));
executor.submit(new Task(3)); //提交第四个抛异常
executor.submit(new Task(4));
}
}执行结果
当前线程id和名称为:1Exception in thread "main" java.util.concurrent.RejectedExecutionException: Task java.util.concurrent.FutureTask@1540e19d rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@677327b6[Running, pool size = 1, active threads = 1, queued tasks = 2, 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 java.util.concurrent.AbstractExecutorService.submit(AbstractExecutorService.java:112) at com.learnConcurrency.executor.customThreadPool.testRejectedExecutionHandler.TestAbortPolicy.main(TestAbortPolicy.java:25) 当前线程id和名称为:2当前线程id和名称为:3
可以看到添加第四个线程是抛出异常
CallerRunsPolicy
首先判断线程池是否关闭，如果未关闭，则直接执行该线程。关闭则不做任何事情。
public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler { public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { if (!e.isShutdown()) {
r.run();
}
}
}代码和上面的差不多就不贴了，想要查看的可以到github上查看TestCallerRunsPolicy，执行结果如下
14:58:19.462 当前线程id和名称为:414:58:19.462 当前线程id和名称为:114:58:20.464 当前线程id和名称为:514:58:20.464 当前线程id和名称为:214:58:21.464 当前线程id和名称为:314:58:22.464 当前线程id和名称为:6
DiscardPolicy
可以看到里面没有任何代码，也就是这个被拒绝的线程任务被丢弃了，不作任何处理。
public static class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler { public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
}
}DiscardOldestPolicy
首先判断线程池是否关闭，如果未关闭，丢弃最老的一个请求，尝试再次提交当前任务。 关闭则不做任何事情。
public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler {
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { if (!e.isShutdown()) {
e.getQueue().poll();
e.execute(r);
}
}
}代码和上面的差不多就不贴了，想要查看的可以到github上查看TestDiscardOldestPolicy，执行结果如下
15:02:28.484 当前线程id和名称为:115:02:29.486 当前线程id和名称为:515:02:30.487 当前线程id和名称为:6
可以看到线程2、3、4都被替换了
自定义拒绝策略
实现RejectedExecutionHandle接口即可,如下MyRejected
public class MyRejected implements RejectedExecutionHandler{ @Override
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
System.out.println("自定义处理：开始记录日志");
System.out.println(r.toString());
System.out.println("自定义处理：记录日志完成");
}
}测试代码
public class TestCustomeRejectedPolicy { public static void main(String[] args) { //定义了1个核心线程数，最大线程数1个，队列长度2个
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor( 1, 1, 60,
TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(2), new MyRejected());
executor.execute(new Task(1));
executor.execute(new Task(2));
executor.execute(new Task(3));
executor.execute(new Task(4));
executor.execute(new Task(5));
executor.execute(new Task(6));
executor.shutdown();
}
}输出结果
自定义处理：开始记录日志
当前线程的内容为:{ id : 4}
自定义处理：记录日志完成
自定义处理：开始记录日志
当前线程的内容为:{ id : 5}
自定义处理：记录日志完成
自定义处理：开始记录日志
当前线程的内容为:{ id : 6}
自定义处理：记录日志完成
15:12:39.267 当前线程id和名称为:115:12:40.268 当前线程id和名称为:215:12:41.268 当前线程id和名称为:3Process finished with exit code 0这里如果有仔细观察的你可能会有所好奇，为什么这里用execute方法而不是用submit？
这时因为用submit方法后，传入的线程会被封装成RunnableFuture，而我写的MyRejected有调用到toString方法，Task类有重写toString方法，但是被封装成RunnableFuture会输入如下内容
自定义处理：开始记录日志java.util.concurrent.FutureTask@1540e19d自定义处理：记录日志完成 自定义处理：开始记录日志 java.util.concurrent.FutureTask@677327b6 自定义处理：记录日志完成 自定义处理：开始记录日志 java.util.concurrent.FutureTask@14ae5a5 自定义处理：记录日志完成15:18:17.262 当前线程id和名称为:115:18:18.263 当前线程id和名称为:215:18:19.264 当前线程id和名称为:3Process finished with exit code 0
线程池扩展
ThreadPoolExecutor类中有三个方法是空方法，可以通过继承来重写这三个方法对线程进行监控。通过重写beforeExecute和afterExecute方法，可以添加日志、计时、监控等等功能。terminated方法是在线程关闭时调用的，可以在这里面进行通知、日志等操作。
//任务执行前protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) { }//任务执行后protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) { }//线程池关闭protected void terminated() { }示例代码
public class Main { public static void main(String[] args) {
ThreadPoolExecutor pool = new MyThreadPoolExecutor( 2, //coreSize
4, //MaxSize
60, //60
TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(4)); for (int i = 0; i < 8; i++) { int finalI = i + 1;
pool.submit(() -> { try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
pool.shutdown();
} static class MyThreadPoolExecutor extends ThreadPoolExecutor{ private final AtomicInteger tastNum = new AtomicInteger(); private final ThreadLocal<Long> startTime = new ThreadLocal<>(); public MyThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue) { super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue);
} @Override
protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) { super.beforeExecute(t, r);
startTime.set(System.nanoTime());
System.out.println(LocalTime.now()+" 执行之前-任务："+r.toString());
} @Override
protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) { long endTime = System.nanoTime(); long time = endTime - startTime.get();
tastNum.incrementAndGet();
System.out.println(LocalTime.now()+" 执行之后-任务："+r.toString()+",花费时间(纳秒):"+time); super.afterExecute(r, t);
} @Override
protected void terminated() {
System.out.println("线程关闭，总共执行线程数:"+tastNum.get()); super.terminated();
}
}
}执行结果
15:43:23.329 执行之前-任务：java.util.concurrent.FutureTask@469dad3315:43:23.329 执行之前-任务：java.util.concurrent.FutureTask@1446b68c15:43:23.329 执行之前-任务：java.util.concurrent.FutureTask@5eefc31e15:43:23.329 执行之前-任务：java.util.concurrent.FutureTask@33606b215:43:23.513 执行之后-任务：java.util.concurrent.FutureTask@33606b2,花费时间(纳秒):21639955615:43:23.513 执行之前-任务：java.util.concurrent.FutureTask@236e71ad15:43:23.601 执行之后-任务：java.util.concurrent.FutureTask@1446b68c,花费时间(纳秒):30450559415:43:23.601 执行之前-任务：java.util.concurrent.FutureTask@107920dc15:43:23.733 执行之后-任务：java.util.concurrent.FutureTask@5eefc31e,花费时间(纳秒):43628368015:43:23.733 执行之前-任务：java.util.concurrent.FutureTask@502826b315:43:23.808 执行之后-任务：java.util.concurrent.FutureTask@469dad33,花费时间(纳秒):51224258315:43:23.808 执行之前-任务：java.util.concurrent.FutureTask@96741ab15:43:23.924 执行之后-任务：java.util.concurrent.FutureTask@107920dc,花费时间(纳秒):32290097615:43:24.059 执行之后-任务：java.util.concurrent.FutureTask@236e71ad,花费时间(纳秒):54632468015:43:24.498 执行之后-任务：java.util.concurrent.FutureTask@502826b3,花费时间(纳秒):76530933515:43:24.594 执行之后-任务：java.util.concurrent.FutureTask@96741ab,花费时间(纳秒):785868205线程关闭，总共执行线程数:8
GitHub地址
觉得不错的点个star
参考资料
[1] Java 并发编程的艺术
[2] Java 并发编程实战
作者： 云枭zd
Github： Github地址
出处： https://www.cnblogs.com/fixzd/
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