实战Java高并发程序设计笔记

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线程复用：线程池

线程池可以有效的控制系统中线程的数据，可以避免线程不断的创建和关闭。

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1. 什么是线程池

2. 不重复造轮子：JDK对线程池的支持

• JDK提供一套Executor框架，帮助开发人员有效的进行线程控制，其本质就是一个线程池，如下图，

  
  Executor框架结构图
• 5个创建线程池的方法简单介绍

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) 
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
public static ExecutorService newCachedThreadPool()
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() 
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) 

newFixedThreadPool：创建一个指定线程数量的线程池。该线程池中的数量始终不变。提交一个新任务，此时若线程池中有空闲线程，则立即执行，否则该任务会加入一个任务队列中，等有空闲任务时，在处理该线程
newSingleThreadExecutor：创建一个只有一个线程的线程池。有新任务提示时的处理与newFixedThreadPool相同
newCachedThreadPool：可根据实际情况创建有一个线程数量不确定的线程池。但若有空闲线程，则会优先使用可复用的线程。否则会创建新的线程处理任务。线程处理完毕后返回线程池复用。
newSingleThreadScheduledExecutor：创建一个只有一个线程的线程池，可以做延迟，或者周期性任务。
newScheduledThreadPool：创建一个指定线程数量的线程池,同样可以做延迟，或者周期性任务。
提供一个简单的用法 executor 的创建可以用以上5中线程池替换。

 public static void main(String args[]){
        Task task = new Task();
        ExecutorService executor=  Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0 ; i < 10000 ; i ++){
            executor.submit(task);
        }
    }
   static class Task implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep(100);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " <--> "+ Thread.currentThread().getId() );
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

1. 计划任务

• schedule：在指定的延迟时间后对线程池中的任务调度一次
• scheduleAtFixedRate：
• scheduleWithFixedDelay：

public ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command,long delay, TimeUnit unit)
public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initialDelay, long period, TimeUnit unit)
public ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay, long delay, TimeUnit unit)

1. sumbit和executor的区别
   ExecutorService确切的说执行有两个方法，一个是submit（）和execute（）方法，但是execute（）方法是继承Executor接口的方法，因为ExecutorService接口是继承Executor接口的。这两个方法还是有很大的区别的。区别如下：

• submit的返回值是Future类型，Future是 一个接口，他表示，submit返回一个该任务的Future，如果任务无法完成将会跑出异常错误，他是可以捕获异常错误的。
• execute（）方法的返回值是void空类型的。
• ExecutorService的submit与execute方法都能执行任务，但在使用过程，发现其对待run方法抛出的异常处理方式不一样。
  两者执行任务最后都会通过Executor的execute方法来执行，但对于submit，会将runnable物件包装成FutureTask<Object>,其run方法会捕捉被包装的Runnable Object的run方法抛出的Throwable异常，待submit方法所返回的的Future Object调用get方法时，将执行任务时捕获的Throwable Object包装成java.util.concurrent.ExecutionException来抛出。
• 其实好多时候我们并不知道我们写的代码，会抛出一些什么异常，直接捕获父异常时不科学的，对于异常的显示查找也是不好处理的。而Future里面包含了submit异常类型，直接对Future.get（）进行try操作，就会自动显示异常类型，那么就会比较好处理，能处理子异常就不要直接写父类的异常，而且代码的异常，如果执行了子类的异常，那么就不再会执行父类的异常。

1. ThreadPoolExecutor介绍
   • 函数参数含义

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) 

 - corePoolSize：指定线程池中的线程数量
 - maximumPoolSize：指定线程池的最大线程数量
 - keepAliveTime 当线程池线程数量超过corePoolSize时，多余的空闲线程的存活时间
- unit：keepAliveTime的单位
- workQueue：任务队列，被提交但未被执行的任务
- threadFactory：线程工厂，用于创建线程，一般用默认的即可
- 拒绝策略。当任务太多来不及处理，如何拒绝任务。 

• 任务队列

  • SynchronousQueue：直接提交队列
  • ArrayBlockingQueue：有界任务队列
  • LinkedBlockingQueue：无界任务队列
  • PriorityBlockingQueue：优先任务队列

• 调度逻辑流程大致如下

  
  调度流程图

• 拒绝策略

  • AbortPolicy：直接抛出异常，阻止系统正常工作。
  • CallerRunsPolicy：线程池未关闭时，该测试直接在调用者线程中运行被丢弃的任务。
  • DiscardOldestPolicy：丢弃最老的一个请求，并尝试再次提交当前任务
  • DiscardPolicy：默默地丢弃无法处理的任务
    以上四种策略都实现RejectedExecutionHandler接口,那么就可以自定义策略了

public interface RejectedExecutionHandler {
        void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor);
}

• 自定义线程创建： ThreadFactory是一个接口，继承该接口在newThread中可以做很多事情：比如说自定义线程名称，组，优先级等信息，便于跟踪线程。

public interface ThreadFactory {
    Thread newThread(Runnable r);
}

• 扩展线程池
  ThreadPoolExecutor提供了beforeExecute，afterExecute，terminated三个空方法；继承ThreadPoolExecutor并实现以上三个方法可实现对线程池中线程运行状态的跟踪，输出一下用用调试信息

protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r)
protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) 
protected void terminated()