详解Java线程池和Executor原理的分析
线程池作用与基本知识
在开始之前,我们先来讨论下“线程池”这个概念。“线程池”,顾名思义就是一个线程缓存。它是一个或者多个线程的集合,用户可以把需要执行的任务简单地扔给线程池,而不用过多的纠结与执行的细节。那么线程池有哪些作用?或者说与直接用Thread相比,有什么优势?我简单总结了以下几点:
减小线程创建和销毁带来的消耗
对于Java Thread的实现,我在前面的一篇blog中进行了分析。Java Thread与内核线程是1:1(Linux)的,再加上Thread在Java层与C++层都有不少成员数据,所以Java Thread其实是比较重的。创建和销毁一个Java Thread需要OS和JVM都做不少工作,因此如果将Java Thread缓存起来,可以实现一定的效率提升。
更加方便和透明的实现计算资源控制
讨论这一条,可能需要举一些例子。以非常闻名的web服务器Nginx为例,Nginx以强大的并发能力和低资源消耗而著称。Nginx为了实现这些严格的要求,它严格地限定了工作线程的数目(worker线程一般等于CPU数目)。这种设计的着眼点就是降低线程切换带来的性能损失,这条优化方式对Java同样适用。倘若,每来一个任务就新建一个Thread来运算,那最终的结果就是程序资源难以控制(某个功能把CPU跑满了),而且整体的执行速度也比较慢。 而Java线程池提供了FixedThreadPool,你可以使用它实现线程最大数目的控制。
上面说了这么多的“废话”,还是来结合Java线程池的实现来分析一下吧!Java的线程池有一下几种实现:
cached ThreadPool
缓存线程池的特点是它会缓存之前的线程,新提交的任务可以运行在缓存的线程中,即实现了前文所述的第一个优势。
fixed ThreadPool
cachedThreadPool的一个特点是——新提交的任务没有空闲线程可以执行了,就会创建一个新的线程。而fixedThreadPool不会这样,它会将任务保存起来,等到有空闲线程再执行。即实现了前文所述的第二个优势。
scheduled ThreadPool
scheduled ThreadPool的特点是可以实现任务的调度,比如任务的延迟执行和周期执行。
出了上面三种,Java还实现了newWorkStealingPool,这个是基于Fork/Join框架的。目前我还没研究这个,所以就先不管它了。Java的并发支持中,使用了Executor来包装各种线程池,“执行器”这个名称其实挺贴切的,线程池可不就是个执行器嘛!
1.cached ThreadPool、fixed ThreadPool的实现
从前文的描述就可以看出,这两种线程池非常类似。的确是这样,事实上它们是同时实现的,不行我们来看实际例子:
ThreadPoolExecutor executor1 = (ThreadPoolExecutor)Executors.newCachedThreadPool();
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