java线程池的原理学习（二）

摘要：接上文线程池的原理学习简单介绍，线程池类，继承自构造方法提供了四种构造方法实现这里只介绍一种有必要对每个参数解释一下池中所保存的线程数，包括空闲线程。文档中提供了一个可以暂停和恢复的线程池例子运行原理线程池的原理学习三

接上文：java线程池的原理学习

ThreadPoolExecutor，线程池类，继承自 AbstractExecutorService

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService 

ThreadPoolExecutor 提供了四种构造方法实现(这里只介绍一种)：

 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

有必要对每个参数解释一下：

corePoolSize - 池中所保存的线程数，包括空闲线程。

maximumPoolSize - 池中允许的最大线程数。

keepAliveTime - 当线程数大于核心时，此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。

unit - keepAliveTime 参数的时间单位。

workQueue - 执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由 execute 方法提交的 Runnable 任务。

threadFactory - 执行程序创建新线程时使用的工厂。

handler - 由于超出线程范围和队列容量而使执行被阻塞时所使用的处理程序。

为了便于跨大量上下文使用，此类提供了很多可调整的参数和扩展钩子 (hook)。jdk文档中建议在通常情况下，使用 Executors 提供的工厂方法配置，也就是提供好了的线程池。若非要手动配置，需要遵循以下规则：

ThreadPoolExecutor 将根据 corePoolSize 和 maximumPoolSize 设置的边界自动调整池大小。当新任务在方法 execute(java.lang.Runnable) 中提交时:
1.运行的线程少于 corePoolSize，则创建新线程来处理请求，即使其他辅助线程是空闲的。
2:运行的线程多于 corePoolSize 而少于 maximumPoolSize，则把任务放进队列，由空闲线程从队列中取任务，仅当队列满时才创建新线程。
3:如果设置的 corePoolSize 和 maximumPoolSize 相同，则创建了固定大小的线程池。
4:如果将 maximumPoolSize 设置为基本的无界值（如 Integer.MAX_VALUE ），则允许池适应任意数量的并发任务。

还要注意以下两点：

在大多数情况下，核心和最大池大小仅基于构造器来设置，不过也可以使用 setCorePoolSize(int) 和 setMaximumPoolSize(int) 进行动态更改。

当池中的线程数大于 corePoolSize 的时候，多余的线程会等待 keepAliveTime 长的时间，如果无请求可处理就自行销毁。

使用 ThreadFactory 创建新线程。如果没有另外说明，则在同一个 ThreadGroup 中一律使用 Executors.defaultThreadFactory() 创建线程，并且这些线程具有相同的 NORM_PRIORITY 优先级和非守护进程状态。通过提供不同的 ThreadFactory，可以改变线程的名称、线程组、优先级、守护进程状态，等等。如果从 newThread 返回 null 时 ThreadFactory 未能创建线程，则执行程序将继续运行，但不能执行任何任务。

ThreadFactory 是线程工厂，它是一个接口：

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

ThreadPoolExecutor 中的 threadFactory 是由 Executors 工具类提供的：

public static ThreadFactory defaultThreadFactory() {
        return new DefaultThreadFactory();
}

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) {
           ////创建的线程以“pool-N-thread-M”命名，N是该工厂的序号，M是线程号
            Thread t = new Thread(group, r,
                                  namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),
                                  0); 
            //设为非后台线程                      
            if (t.isDaemon())
                t.setDaemon(false);
            //优先级为normal    
            if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
                t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
            return t;
        }
    }

DefaultThreadFactory 是一个静态内部类

前面说到，当线程池中运行的线程等于或多于 corePoolSize，则 Executor 始终首选将请求加入队列，而不添加新的线程，将任务加入队列有三种策略（具体参见jdk文档）。

两种情况下，新提交的任务将会被拒绝：

当 Executor 已经关闭

Executor 将有限边界用于最大线程和工作队列容量，且已经饱和

被拒绝的任务， execute 方法都将调用其 RejectedExecutionHandler 的 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution(java.lang.Runnable, java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor) 方法。下面提供了四种预定义的处理程序策略：

在默认的 ThreadPoolExecutor.AbortPolicy 中，处理程序遭到拒绝将抛出运行时 RejectedExecutionException。
在 ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy 中，线程调用运行该任务的 execute 本身。此策略提供简单的反馈控制机制，能够减缓新任务的提交速度。
在 ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy 中，不能执行的任务将被删除。
在 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy 中，如果执行程序尚未关闭，则位于工作队列头部的任务将被删除，然后重试执行程序（如果再次失败，则重复此过程）。

定义和使用其他种类的 RejectedExecutionHandler 类也是可能的，但这样做需要非常小心，尤其是当策略仅用于特定容量或排队策略时。

此类提供两个 protected 可重写的 钩子方法：

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

这两种方法分别在执行 每个任务 之前和之后调用。它们可用于操纵执行环境；注意这里是每个任务，即每次运行新任务时都会执行一遍。例如，重新初始化 ThreadLocal 、搜集统计信息或添加日志条目。此外，还可以重写方法 terminated() 来执行 Executor 完全终止后需要完成的所有特殊处理。
如果钩子 (hook) 或回调方法抛出异常，则内部辅助线程将依次失败并突然终止。

jdk文档中提供了一个可以暂停和恢复的线程池例子：

class PausableThreadPoolExecutor extends ThreadPoolExecutor {
   private boolean isPaused;
   private ReentrantLock pauseLock = new ReentrantLock();
   private Condition unpaused = pauseLock.newCondition();

   public PausableThreadPoolExecutor(...) { super(...); }
   protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) {
     super.beforeExecute(t, r);
     pauseLock.lock();
     try {
       while (isPaused) unpaused.await();
     } catch(InterruptedException ie) {
       t.interrupt();
     } finally {
       pauseLock.unlock();
     }
   }
   public void pause() {
     pauseLock.lock();
     try {
       isPaused = true;
     } finally {
       pauseLock.unlock();
     }
   }
   public void resume() {
     pauseLock.lock();
     try {
       isPaused = false;
       unpaused.signalAll();
     } finally {
       pauseLock.unlock();
     }
   }
 }

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