Spring Boot中使用Java线程池ExecutorService

摘要：

ThreadPoolExecutor类有几个内部实现类来处理这种情况：AbortPolicy丢弃任务，运行时异常CallerRunsPolicy执行任务DiscardPolicy忽略它。DiscardOldestPolicy启动从队列中首先进入队列的任务。它实现了RejectedExecutionHandler接口，该接口可以自定义处理器1.5 Java线程池ExecutorServiceExecutors NewCachedThreadPool创建可缓存线程池。如果线程池的长度超过了处理需要，则可以灵活地回收空闲线程。如果没有可回收的线程，则可以创建新的线程。

1. 认识java线程池

1.1 在什么情况下使用线程池？

1.单个任务处理的时间比较短
2.需处理的任务的数量大

1.2 使用线程池的好处:

1.减少在创建和销毁线程上所花的时间以及系统资源的开销
2.如不使用线程池，有可能造成系统创建大量线程而导致消耗完系统内存

1.3 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。

1.4 线程池的核心参数

ThreadPoolExecutor 有四个构造方法，前三个都是调用最后一个(最后一个参数最全)

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
              int maximumPoolSize,
              long keepAliveTime,
              TimeUnit unit,
              BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
   this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
      Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
 }
 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
              int maximumPoolSize,
              long keepAliveTime,
              TimeUnit unit,
              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
              ThreadFactory threadFactory) {
   this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
      threadFactory, defaultHandler);
 }
 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
              int maximumPoolSize,
              long keepAliveTime,
              TimeUnit unit,
              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
              RejectedExecutionHandler handler) {
   this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
      Executors.defaultThreadFactory(), handler);
 }
 // 都调用它
 public ThreadPoolExecutor(// 核心线程数
 int corePoolSize, 
              // 最大线程数
              int maximumPoolSize, 
              // 闲置线程存活时间
              long keepAliveTime, 
              // 时间单位
              TimeUnit unit, 
              // 线程队列
              BlockingQueue<Runnable> workQueue, 
              // 线程工厂 
              ThreadFactory threadFactory,        
              // 队列已满,而且当前线程数已经超过最大线程数时的异常处理策略       
              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;
 }

主要参数

corePoolSize：核心线程数

核心线程会一直存活，即使没有任务需要执行
当线程数小于核心线程数时，即使有线程空闲，线程池也会优先创建新线程处理
设置allowCoreThreadTimeout=true（默认false）时，核心线程会超时关闭

maxPoolSize：最大线程数

当线程数>=corePoolSize，且任务队列已满时。线程池会创建新线程来处理任务
当线程数=maxPoolSize，且任务队列已满时，线程池会拒绝处理任务而抛出异常

keepAliveTime：线程空闲时间

当线程空闲时间达到keepAliveTime时，线程会退出，直到线程数量=corePoolSize
如果allowCoreThreadTimeout=true，则会直到线程数量=0

workQueue：一个阻塞队列，用来存储等待执行的任务，这个参数的选择也很重要，

会对线程池的运行过程产生重大影响，一般来说，这里的阻塞队列有以下几种选择：

ArrayBlockingQueue;
LinkedBlockingQueue;
SynchronousQueue;

关于阻塞队列可以看这篇：java 阻塞队列

threadFactory：线程工厂，主要用来创建线程；

rejectedExecutionHandler：任务拒绝处理器，两种情况会拒绝处理任务：

当线程数已经达到maxPoolSize，切队列已满，会拒绝新任务
当线程池被调用shutdown()后，会等待线程池里的任务执行完毕，再shutdown。
如果在调用shutdown()和线程池真正shutdown之间提交任务，会拒绝新任务

当拒绝处理任务时线程池会调用rejectedExecutionHandler来处理这个任务。如果没有设置默认是AbortPolicy，

会抛出异常。ThreadPoolExecutor类有几个内部实现类来处理这类情况：

AbortPolicy 丢弃任务，抛运行时异常
CallerRunsPolicy 执行任务
DiscardPolicy 忽视，什么都不会发生
DiscardOldestPolicy 从队列中踢出最先进入队列（最后一个执行）的任务
实现RejectedExecutionHandler接口，可自定义处理器

1.5 Java线程池 ExecutorService

Executors.newCachedThreadPool 创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，
可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
Executors.newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，
超出的线程会在队列中等待。
Executors.newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
Executors.newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池，
它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

备注：Executors只是一个工厂类，它所有的方法返回的都是ThreadPoolExecutor、

ScheduledThreadPoolExecutor这两个类的实例。

1.6 ExecutorService有如下几个执行方法

executorService.execute(Runnable);这个方法接收一个Runnable实例，并且异步的执行
executorService.submit(Runnable)
executorService.submit(Callable)
executorService.invokeAny(…)
executorService.invokeAll(…)

execute(Runnable)

这个方法接收一个Runnable实例，并且异步的执行

executorService.execute(new Runnable() {
public void run() {
  System.out.println("Asynchronous task");
}
});
executorService.shutdown();

submit(Runnable)

submit(Runnable)和execute(Runnable)区别是前者可以返回一个Future对象，

通过返回的Future对象，我们可以检查提交的任务是否执行完毕，请看下面执行的例子：

Future future = executorService.submit(new Runnable() {
public void run() {
  System.out.println("Asynchronous task");
}
});
future.get(); //returns null if the task has finished correctly.

submit(Callable)

submit(Callable)和submit(Runnable)类似，也会返回一个Future对象，但是除此之外，

submit(Callable)接收的是一个Callable的实现，Callable接口中的call()方法有一个返回值，

可以返回任务的执行结果，而Runnable接口中的run()方法是void的，没有返回值。请看下面实例：

Future future = executorService.submit(new Callable(){
public Object call() throws Exception {
  System.out.println("Asynchronous Callable");
  return "Callable Result";
}
});
System.out.println("future.get() = " + future.get());

如果任务执行完成，future.get()方法会返回Callable任务的执行结果。注意，future.get()方法会产生阻塞。

invokeAny(…)

invokeAny(…)方法接收的是一个Callable的集合，执行这个方法不会返回Future，

但是会返回所有Callable任务中其中一个任务的执行结果。这个方法也无法保证返回的是哪个任务的执行结果，

反正是其中的某一个。

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
Set<Callable<String>> callables = new HashSet<Callable<String>>();
callables.add(new Callable<String>() {
public String call() throws Exception {
  return "Task 1";
}
});
callables.add(new Callable<String>() {
public String call() throws Exception {
  return "Task 2";
}
});
callables.add(new Callable<String>() {
  public String call() throws Exception {
  return "Task 3";
}
});
String result = executorService.invokeAny(callables);
System.out.println("result = " + result);
executorService.shutdown();

invokeAll(…)

invokeAll(…)与 invokeAny(…)类似也是接收一个Callable集合，

但是前者执行之后会返回一个Future的List，其中对应着每个Callable任务执行后的Future对象。

List<Future<String>> futures = executorService.invokeAll(callables);
for(Future<String> future : futures){
System.out.println("future.get = " + future.get());
}
executorService.shutdown();

callable有返回值：

import java.util.*;
import java.util.concurrent.*;
import static java.util.Arrays.asList;

public class Sums {
    // Callable，有返回值
    static class Sum implements Callable<Long> {
        // 传入参数： from 和 to
        private final long from;
        private final long to;
        // 从带参的构造器这里获得传入的参数：from 和 to
        Sum(long from, long to) {
            this.from = from;
            this.to = to;
        }
        // 返回Long类型的自加结果
        @Override
        public Long call() {
            long acc = 0;
            // 从0开始的自加循环，从from计数到to
            for (long i = from; i <= to; i++) {
                acc = acc + i;
            }
            return acc;
        }      
    }
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
        List <Future<Long>> results = executor.invokeAll(asList(
            new Sum(0, 10), new Sum(100, 1_000), new Sum(10_000, 1_000_000)
        ));
        executor.shutdown();
        
        for (Future<Long> result : results) {
            System.out.println(result.get());
        }      
    }  
}

2.在springBoot中使用java线程池ExecutorService

2.1 springBoot 的使用配置

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
 * 数据收集配置，主要作用在于Spring启动时自动加载一个ExecutorService对象.
 * @author Bruce
 * @date 2017/2/22
 * update by Cliff at 2027/11/03
 */
@Configuration
public class ThreadPoolConfig {
  @Bean
  public ExecutorService getThreadPool(){
    return Executors.newFixedThreadPool();
  }
}

2.2 使用

在@service 中注入 ExecutorService 然后就可以直接用了。
  @Autowired
  private ExecutorService executorService;
public void test(){
    executorService.execute(new Runnable() {
      public void run() {
        System.out.println("Asynchronous task");
      }
    });
  }

资料来自：https://www.cnblogs.com/lanpo/articles/12391274.html， https://www.manongdao.com/article-2415130.html

Spring Boot中使用Java线程池ExecutorService

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