10 线程池的各个参数的含义?

本课时我们主要学习线程池各个参数的含义,并重点掌握线程池中线程是在什么时机被创建和销毁的。

线程池的参数

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首先,我们来看下线程池中各个参数的含义,如表所示线程池主要有 6 个参数,其中第 3 个参数由 keepAliveTime + 时间单位组成。我们逐一看下它们各自的含义,corePoolSize 是核心线程数,也就是常驻线程池的线程数量,与它对应的是 maximumPoolSize,表示线程池最大线程数量,当我们的任务特别多而 corePoolSize 核心线程数无法满足需求的时候,就会向线程池中增加线程,以便应对任务突增的情况。

线程创建的时机

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接下来,我们来具体看下这两个参数所代表的含义,以及线程池中创建线程的时机。如上图所示,当提交任务后,线程池首先会检查当前线程数,如果此时线程数小于核心线程数,比如最开始线程数量为 0,则新建线程并执行任务,随着任务的不断增加,线程数会逐渐增加并达到核心线程数,此时如果仍有任务被不断提交,就会被放入 workQueue 任务队列中,等待核心线程执行完当前任务后重新从 workQueue 中提取正在等待被执行的任务。

此时,假设我们的任务特别的多,已经达到了 workQueue 的容量上限,这时线程池就会启动后备力量,也就是 maximumPoolSize 最大线程数,线程池会在 corePoolSize 核心线程数的基础上继续创建线程来执行任务,假设任务被不断提交,线程池会持续创建线程直到线程数达到 maximumPoolSize 最大线程数,如果依然有任务被提交,这就超过了线程池的最大处理能力,这个时候线程池就会拒绝这些任务,我们可以看到实际上任务进来之后,线程池会逐一判断 corePoolSize、workQueue、maximumPoolSize,如果依然不能满足需求,则会拒绝任务。

corePoolSize 与 maximumPoolSize

通过上面的流程图,我们了解了 corePoolSize 和 maximumPoolSize 的具体含义,corePoolSize 指的是核心线程数,线程池初始化时线程数默认为 0,当有新的任务提交后,会创建新线程执行任务,如果不做特殊设置,此后线程数通常不会再小于 corePoolSize ,因为它们是核心线程,即便未来可能没有可执行的任务也不会被销毁。随着任务量的增加,在任务队列满了之后,线程池会进一步创建新线程,最多可以达到 maximumPoolSize 来应对任务多的场景,如果未来线程有空闲,大于 corePoolSize 的线程会被合理回收。所以正常情况下,线程池中的线程数量会处在 corePoolSize 与 maximumPoolSize 的闭区间内。

“长工”与“临时工”

我们可以把 corePoolSize 与 maximumPoolSize 比喻成长工与临时工,通常古代一个大户人家会有几个固定的长工,负责日常的工作,而大户人家起初肯定也是从零开始雇佣长工的。假如长工数量被老爷设定为 5 人,也就对应了 corePoolSize,不管这 5 个长工是忙碌还是空闲,都会一直在大户人家待着,可到了农忙或春节,长工的人手显然就不够用了,这时就需要雇佣更多的临时工,这些临时工就相当于在 corePoolSize 的基础上继续创建新线程,但临时工也是有上限的,也就对应了 maximumPoolSize,随着农忙或春节结束,老爷考虑到人工成本便会解约掉这些临时工,家里工人数量便会从 maximumPoolSize 降到 corePoolSize,所以老爷家的工人数量会一致保持在 corePoolSize 和 maximumPoolSize 的区间。

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在这里我们用一个动画把整个线程池变化过程生动地描述出来,比如线程池的 corePoolSize 为 5,maximumPoolSize 为 10,任务队列容量为 100,随着任务被提交,我们的线程数量会从 0 慢慢增长到 5,然后就不再增长了,新的任务会被放入队列中,直到队列被塞满,然后在 corePoolSize 的基础上继续创建新线程来执行队列中的任务,线程会逐渐增加到 maximumPoolSize, 然后线程数不再增加,如果此时仍有任务被不断提交,线程池就会拒绝任务。随着队列中任务被执行完,被创建的 10 个线程现在无事可做了,这时线程池会根据 keepAliveTime 参数来销毁线程,已达到减少内存占用的目的。

通过对流程图的理解和动画演示,我们总结出线程池的几个特点。

keepAliveTime+时间单位

第三个参数是 keepAliveTime + 时间单位,当线程池中线程数量多于核心线程数时,而此时又没有任务可做,线程池就会检测线程的 keepAliveTime,如果超过规定的时间,无事可做的线程就会被销毁,以便减少内存的占用和资源消耗。如果后期任务又多了起来,线程池也会根据规则重新创建线程,所以这是一个可伸缩的过程,比较灵活,我们也可以用 setKeepAliveTime 方法动态改变 keepAliveTime 的参数值。

ThreadFactory

第四个参数是 ThreadFactory,ThreadFactory 实际上是一个线程工厂,它的作用是生产线程以便执行任务。我们可以选择使用默认的线程工厂,创建的线程都会在同一个线程组,并拥有一样的优先级,且都不是守护线程,我们也可以选择自己定制线程工厂,以方便给线程自定义命名,不同的线程池内的线程通常会根据具体业务来定制不同的线程名。

workQueue 和 Handler

最后两个参数是 workQueue 和 Handler,它们分别对应阻塞队列和任务拒绝策略,在后面的课时会对它们进行详细展开讲解。

在本课时,介绍了线程池的各个参数的含义,以及如果有任务提交,线程池是如何应对的,新线程是在什么时机下被创建和销毁等内容,你有没有觉得线程池的设计很巧妙呢?