「java销毁线程池」java 销毁线程
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什么是java线程池
多线程是为了能够让计算机资源合理的分配,对于处理不同的任务创建不同的线程进行处理,但是计算机创建一个线程或者销毁一个线程所花费的也是比较昂贵的,有时候需要同时处理的事情比较多,就需要我们频繁的进行线程的创建和销毁,这样花费的时间也是比较多的。为了解决这一问题,我们就可以引用线程池的概念。
所谓线程池就是将线程集中管理起来,当需要线程的时候,可以从线程池中获取空闲的线程,这样可以减少线程的频繁创建与销毁,节省很大的时间和减少很多不必要的操作。
在java中提供了ThreadPoolExecutor类来进行线程的管理,这个类继承于AbstractExecutorService,而AbstractExecutorService实现了ExecutorService接口,我们可以使用ThreadPoolExecutor来进行线程池的创建。
在ThreadPoolExecutor的构造方法中,有多个参数,可以配置不同的参数来进行优化。这个类的源码构造方法为:
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler)其中每个参数代表的意义分别为
corePoolSize : 线程池中的核心线程数量,当线程池中当前的线程数小于这个配置的时候,如果有一个新的任务到来,即使线程池中还存在空闲状态的线程,程序也会继续创建一个新的线程放进线程池当中
maximumPoolSize: 线程池中的线程最大数量
keepAliveTime:当线程池中的线程数量大于配置的核心线程数量(corePoolSize)的时候,如果当前有空闲的线程,则当这个空闲线程可以存在的时间,如果在keepAliveTime这个时间点内没有新的任务使用这个线程,那么这个线程将会结束,核心线程不会结束,但是如果配置了allowCoreThreadTimeOut = true,则当空闲时间超过keepAliveTime之后,线程也会被结束调,默认allowCoreThreadTimeOut = false,即表示默认情况下,核心线程会一直存在于线程池当中。
unit : 空闲线程保持连接时间(keepAliveTime)的时间单位
workQueue:阻塞的任务队列,用来保存等待需要执行的任务。
threadFactory :线程工厂,可以根据自己的需求去创建线程的对象,设置线程的名称,优先级等属性信息。
handler:当线程池中存在的线程数超过设置的最大值之后,新的任务就会被拒绝,可以自己定义一个拒绝的策略,当新任务被拒绝之后,就会使用hander方法进行处理。
在java中也提供了Executors工具类,在这个工具类中提供了多个创建线程池的静态方法,其中包含newCachedThreadPool、newFixedThreadPool、newScheduledThreadPool、newSingleThreadExecutor等。但是他们每个方法都是创建了ThreadPoolExecutor对象,不同的是,每个对象的初始 参数值不一样;
java销毁线程池
你是用Java自带的ExecutorService这个线程池么?如果是的话,ExecutorService自身会管理池中的线程,不需外界手动干预。
如果是自己写的话,必须在线程池内的线程加入退出判定,要不然的话是没法从线程外结束线程的。(你也不应该这样做,因为这样会导致验证的资源泄漏)
超详细的线程池使用解析
Java 中线程池是运用场景最多的并发框架,几乎所有需要异步或并发执行任务的程序都可以使用线程池。合理的使用线程池可以带来多个好处:
(1) 降低资源消耗 。通过重复利用已创建的线程降低线程在创建和销毁时造成的消耗。
(2) 提高响应速度 。当处理执行任务时,任务可以不需要等待线程的创建就能立刻执行。
(3) 提高线程的可管理性 。线程是稀缺资源,如果无限制的创建,不仅会消耗系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线程池可以进行统一分配、调优和监控。
线程池的处理流程如上图所示
线程池中通过 ctl 字段来表示线程池中的当前状态,主池控制状态 ctl 是 AtomicInteger 类型,包装了两个概念字段:workerCount 和 runState,workerCount 表示有效线程数,runState 表示是否正在运行、正在关闭等状态。使用 ctl 字段表示两个概念,ctl 的前 3 位表示线程池状态,线程池中限制 workerCount 为(2^29 )-1(约 5 亿)个线程,而不是 (2^31)-1(20 亿)个线程。workerCount 是允许启动和不允许停止的工作程序的数量。该值可能与实际的活动线程数暂时不同,例如,当 ThreadFactory 在被询问时未能创建线程时,以及退出线程在终止前仍在执行记时。用户可见的池大小报告为工作集的当前大小。 runState 提供主要的生命周期控制,取值如下表所示:
runState 随着时间的推移而改变,在 awaitTermination() 方法中等待的线程将在状态达到 TERMINATED 时返回。状态的转换为:
RUNNING - SHUTDOWN 在调用 shutdown() 时,可能隐含在 finalize() 中
(RUNNING 或 SHUTDOWN)- STOP 在调用 shutdownNow() 时
SHUTDOWN - TIDYING 当队列和线程池都为空时
STOP - TIDYING 当线程池为空时
TIDYING - TERMINATED 当 terminate() 方法完成时
开发人员如果需要在线程池变为 TIDYING 状态时进行相应的处理,可以通过重载 terminated() 函数来实现。
结合上图说明线程池 ThreadPoolExecutor 执行流程,使用 execute() 方法提交任务到线程池中执行时分为4种场景:
(1)线程池中运行的线程数量小于 corePoolSize,创建新线程来执行任务。
(2)线程池中运行线程数量不小于 corePoolSize,将任务加入到阻塞队列 BlockingQueue。
(3)如果无法将任务加入到阻塞队列(队列已满),创建新的线程来处理任务(这里需要获取全局锁)。
(4)当创建新的线程数量使线程池中当前运行线程数量超过 maximumPoolSize,线程池中拒绝任务,调用 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution() 方法处理。
源码分析:
线程池创建线程时,会将线程封装成工作线程 Worker,Worker 在执行完任务后,还会循环获取工作队列里的任务来执行。
创建线程池之前,首先要知道创建线程池中的核心参数:
corePoolSize (核心线程数大小):当提交任务到线程池时,线程池会创建一个线程来执行任务,即使其他空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程,直到需要执行的任务数大于核心线程数时就不再创建。
runnableTaskQueue (任务队列):用于保存等待执行任务的阻塞队列。一般选择以下几种:
ArrayBlockingQueue:基于数组的有界阻塞队列,按照 FIFO 原则对元素进行排序。
LinkedBlockingQueue:基于链表的阻塞队列,按照 FIFO 原则对元素进行排序。
SynchronousQueue:同步阻塞队列,也是不存储元素的阻塞队列。每一个插入操作必须要等到另一个 线程调用移除操作,否则插入操作一直处于阻塞状态。
PriorityBlockingQueue:优先阻塞队列,一个具有优先级的无限阻塞队列。
maximumPoolSize (最大线程数大小):线程池允许创建的最大线程数,当队列已满,并且线程池中的线程数小于最大线程数,则线程池会创建新的线程执行任务。当使用无界队列时,此参数无用。
RejectedExecutionHandler (拒绝策略):当任务队列和线程池都满了,说明线程池处于饱和状态,那么必须使用拒绝策略来处理新提交的任务。JDK 内置拒绝策略有以下 4 种:
AbortPolicy:直接抛出异常
CallerRunsPolicy:使用调用者所在的线程来执行任务
DiscardOldestPolicy:丢弃队列中最近的一个任务来执行当前任务
DiscardPolicy:直接丢弃不处理
可以根据应用场景来实现 RejectedExecutionHandler 接口自定义处理策略。
keepAliveTime (线程存活时间):线程池的工作线程空闲后,保持存活的时间。
TimeUnit (存活时间单位):可选单位DAYS(天)、HOURS(小时)、MINUTES(分钟)、MILLISECONDS(毫秒)、MICROSECONDS(微妙)、NANOSECONDS(纳秒)。
ThreadFactory (线程工厂):可以通过线程工厂给创建出来的线程设置有意义的名字。
创建线程池主要分为两大类,第一种是通过 Executors 工厂类创建线程池,第二种是自定义创建线程池。根据《阿里java开发手册》中的规范,线程池不允许使用 Executors 去创建,原因是规避资源耗尽的风险。
创建一个单线程化的线程池
创建固定线程数的线程池
以上两种创建线程池方式使用链表阻塞队列来存放任务,实际场景中可能会堆积大量请求导致 OOM
创建可缓存线程池
允许创建的线程数量最大为 Integer.MAX_VALUE,当创建大量线程时会导致 CPU 处于重负载状态和 OOM 的发生
向线程池提交任务可以使用两个方法,分别为 execute() 和 submit()。
execute() 方法用于提交不需要返回值的任务,所以无法判断任务是否被线程池执行成功。execute() 方法中传入的是 Runnable 类的实例。
submit() 方法用于提交需要返回值的任务。线程池会返回一个 Future 类型的对象,通过 future 对象可以判断任务是否执行成功,并且可以通过 future 的 get() 方法来获取返回值。get() 方法会阻塞当前线程直到任务完成,使用 get(long timeout, TimeUnit unit)方法会阻塞当前线程一段时间后立即返回,这时候可能任务没有执行完。
可以通过调用线程池的 shutdown() 或shutdownNow() 方法来关闭线程池。他们的原理是遍历线程池中的工作线程,然后逐个调用 interrupt() 方法来中断线程,所以无法响应中断任务可能永远无法终止。
shutdown() 和 shutdownNow() 方法的区别在于 shutdownNow 方法首先将线程池的状态设置为 STOP,然后尝试停止正在执行或暂停任务的线程,并返回等待执行任务的列表,而 shutdown 只是将线程池的状态设置成 SHUTDOWN 状态,然后中断所有没有正在执行任务的线程。
线程池使用面临的核心的问题在于: 线程池的参数并不好配置 。一方面线程池的运行机制不是很好理解,配置合理需要强依赖开发人员的个人经验和知识;另一方面,线程池执行的情况和任务类型相关性较大,IO 密集型和 CPU 密集型的任务运行起来的情况差异非常大,这导致业界并没有一些成熟的经验策略帮助开发人员参考。
(1)以任务型为参考的简单评估:
假设线程池大小的设置(N 为 CPU 的个数)
如果纯计算的任务,多线程并不能带来性能提升,因为 CPU 处理能力是稀缺的资源,相反导致较多的线程切换的花销,此时建议线程数为 CPU 数量或+1;----为什么+1?因为可以防止 N 个线程中有一个线程意外中断或者退出,CPU 不会空闲等待。
如果是 IO 密集型应用, 则线程池大小设置为 2N+1. 线程数 = CPU 核数 目标 CPU 利用率 (1 + 平均等待时间 / 平均工作时间)
(2)以任务数为参考的理想状态评估:
1)默认值
2)如何设置 * 需要根据相关值来决定 - tasks :每秒的任务数,假设为500~1000 - taskCost:每个任务花费时间,假设为0.1s - responsetime:系统允许容忍的最大响应时间,假设为1s
以上都为理想值,实际情况下要根据机器性能来决定。如果在未达到最大线程数的情况机器 cpu load 已经满了,则需要通过升级硬件和优化代码,降低 taskCost 来处理。
(仅为简单的理想状态的评估,可作为线程池参数设置的一个参考)
与主业务无直接数据依赖的从业务可以使用异步线程池来处理,在项目初始化时创建线程池并交给将从业务中的任务提交给异步线程池执行能够缩短响应时间。
严禁在业务代码中起线程!!!
当任务需要按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行时,推荐创建使用单线程化的线程池。
本文章主要说明了线程池的执行原理和创建方式以及推荐线程池参数设置和一般使用场景。在开发中,开发人员需要根据业务来合理的创建和使用线程池达到降低资源消耗,提高响应速度的目的。
原文链接:
java线程池怎么实现的
线程池简介:
多线程技术主要解决处理器单元内多个线程执行的问题,它可以显著减少处理器单元的闲置时间,增加处理器单元的吞吐能力。
假设一个服务器完成一项任务所需时间为:T1 创建线程时间,T2 在线程中执行任务的时间,T3 销毁线程时间。
如果:T1 + T3 远大于 T2,则可以采用线程池,以提高服务器性能。
一个线程池包括以下四个基本组成部分:
1、线程池管理器(ThreadPool):用于创建并管理线程池,包括 创建线程池,销毁线程池,添加新任务;
2、工作线程(PoolWorker):线程池中线程,在没有任务时处于等待状态,可以循环的执行任务;
3、任务接口(Task):每个任务必须实现的接口,以供工作线程调度任务的执行,它主要规定了任务的入口,任务执行完后的收尾工作,任务的执行状态等;
4、任务队列(taskQueue):用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。
线程池技术正是关注如何缩短或调整T1,T3时间的技术,从而提高服务器程序性能的。它把T1,T3分别安排在服务器程序的启动和结束的时间段或者一些空闲的时间段,这样在服务器程序处理客户请求时,不会有T1,T3的开销了。
线程池不仅调整T1,T3产生的时间段,而且它还显著减少了创建线程的数目,看一个例子:
假设一个服务器一天要处理50000个请求,并且每个请求需要一个单独的线程完成。在线程池中,线程数一般是固定的,所以产生线程总数不会超过线程池中线程的数目,而如果服务器不利用线程池来处理这些请求则线程总数为50000。一般线程池大小是远小于50000。所以利用线程池的服务器程序不会为了创建50000而在处理请求时浪费时间,从而提高效率。
代码实现中并没有实现任务接口,而是把Runnable对象加入到线程池管理器(ThreadPool),然后剩下的事情就由线程池管理器(ThreadPool)来完成了
package mine.util.thread;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
/**
* 线程池类,线程管理器:创建线程,执行任务,销毁线程,获取线程基本信息
*/
public final class ThreadPool {
// 线程池中默认线程的个数为5
private static int worker_num = 5;
// 工作线程
private WorkThread[] workThrads;
// 未处理的任务
private static volatile int finished_task = 0;
// 任务队列,作为一个缓冲,List线程不安全
private ListRunnable taskQueue = new LinkedListRunnable();
private static ThreadPool threadPool;
// 创建具有默认线程个数的线程池
private ThreadPool() {
this(5);
}
// 创建线程池,worker_num为线程池中工作线程的个数
private ThreadPool(int worker_num) {
ThreadPool.worker_num = worker_num;
workThrads = new WorkThread[worker_num];
for (int i = 0; i worker_num; i++) {
workThrads[i] = new WorkThread();
workThrads[i].start();// 开启线程池中的线程
}
}
// 单态模式,获得一个默认线程个数的线程池
public static ThreadPool getThreadPool() {
return getThreadPool(ThreadPool.worker_num);
}
// 单态模式,获得一个指定线程个数的线程池,worker_num(0)为线程池中工作线程的个数
// worker_num=0创建默认的工作线程个数
public static ThreadPool getThreadPool(int worker_num1) {
if (worker_num1 = 0)
worker_num1 = ThreadPool.worker_num;
if (threadPool == null)
threadPool = new ThreadPool(worker_num1);
return threadPool;
}
// 执行任务,其实只是把任务加入任务队列,什么时候执行有线程池管理器觉定
public void execute(Runnable task) {
synchronized (taskQueue) {
taskQueue.add(task);
taskQueue.notify();
}
}
// 批量执行任务,其实只是把任务加入任务队列,什么时候执行有线程池管理器觉定
public void execute(Runnable[] task) {
synchronized (taskQueue) {
for (Runnable t : task)
taskQueue.add(t);
taskQueue.notify();
}
}
// 批量执行任务,其实只是把任务加入任务队列,什么时候执行有线程池管理器觉定
public void execute(ListRunnable task) {
synchronized (taskQueue) {
for (Runnable t : task)
taskQueue.add(t);
taskQueue.notify();
}
}
// 销毁线程池,该方法保证在所有任务都完成的情况下才销毁所有线程,否则等待任务完成才销毁
public void destroy() {
while (!taskQueue.isEmpty()) {// 如果还有任务没执行完成,就先睡会吧
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 工作线程停止工作,且置为null
for (int i = 0; i worker_num; i++) {
workThrads[i].stopWorker();
workThrads[i] = null;
}
threadPool=null;
taskQueue.clear();// 清空任务队列
}
// 返回工作线程的个数
public int getWorkThreadNumber() {
return worker_num;
}
// 返回已完成任务的个数,这里的已完成是只出了任务队列的任务个数,可能该任务并没有实际执行完成
public int getFinishedTasknumber() {
return finished_task;
}
// 返回任务队列的长度,即还没处理的任务个数
public int getWaitTasknumber() {
return taskQueue.size();
}
// 覆盖toString方法,返回线程池信息:工作线程个数和已完成任务个数
@Override
public String toString() {
return "WorkThread number:" + worker_num + " finished task number:"
+ finished_task + " wait task number:" + getWaitTasknumber();
}
/**
* 内部类,工作线程
*/
private class WorkThread extends Thread {
// 该工作线程是否有效,用于结束该工作线程
private boolean isRunning = true;
/*
* 关键所在啊,如果任务队列不空,则取出任务执行,若任务队列空,则等待
*/
@Override
public void run() {
Runnable r = null;
while (isRunning) {// 注意,若线程无效则自然结束run方法,该线程就没用了
synchronized (taskQueue) {
while (isRunning taskQueue.isEmpty()) {// 队列为空
try {
taskQueue.wait(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (!taskQueue.isEmpty())
r = taskQueue.remove(0);// 取出任务
}
if (r != null) {
r.run();// 执行任务
}
finished_task++;
r = null;
}
}
// 停止工作,让该线程自然执行完run方法,自然结束
public void stopWorker() {
isRunning = false;
}
}
}
java线程池需要频繁的销毁和创建吗
你是用Java自带的ExecutorService这个线程池么?如果是的话,ExecutorService自身会管理池中的线程,不需外界手动干预。
如果是自己写的话,必须在线程池内的线程加入退出判定,要不然的话是没法从线程外结束线程的。(你也不应该这样做,因为这样会导致验证的资源泄漏)
java 线程组和线程池的作用?
一个线程的周期分为:创建、运行、销毁三个阶段。处理一个任务时,首先创建一个任务线程,然后执行任务,完了,销毁线程。而线程处于运行状态的时候,才是真的在处理我们交给它的任务,这个阶段才是有效运行时间。所以,我们希望花在创建和销毁线程的资源越少越好。如果不销毁线程,而这个线程又不能被其他的任务调用,那么就会出现资源的浪费。为了提高效率,减少创建和销毁线程带来时间和空间上的浪费,出现了线程池技术。这种技术是在开始就创建一定量的线程,批量处理一类任务,等待任务的到来。任务执行完毕后,线程又可以执行其他的任务。等不再需要线程的时候,就销毁。这样就省去了频繁创建和销毁线程的麻烦。
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