Java 多线程之自定义线程池（ThreadPool）使用方法

一、概述

• 线程池是一种管理和复用线程的机制，它包含一组预先创建的线程，用于执行各种任务。线程池的主要作用是提高多线程应用程序的性能和效率，并提供对线程的生命周期和资源的管理，包括线程的创建、销毁和复用。

• 本文主要讨论线程池执行器（ThreadPoolExecutor）的用法，在观看本文之前建议先看线程池使用入门。

二、ThreadPoolExecutor 的作用

• ThreadPoolExecutor 的作用是创建线程池。一般情况下，我们使用 Executors 来创建线程池，使用起来非常简单方便。但是他有一个问题，就是创建池时有很参数需要调整时他就不灵活了。Executors 创建线程池本质上也是使用 ThreadPoolExecutor ，所以我们需要了解 ThreadPoolExecutor ，因为他提供了更多和线程池管理控制功能。

• 下面是使用 ThreadPoolExecutor 创建线程池的示例：

  ThreadPoolExecutor s = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 60, TimeUnit.SECONDS, 
          new ArrayBlockingQueue<Runnable>(4), Executors.defaultThreadFactory(),
          new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
  

• ThreadPoolExecutor 有7个构造函数，每个参数的用途如下：

  • int corePoolSize, 核心线程数量。线程池中的基本线程数，即在没有任务需要执行时线程池的大小。
  • int maximumPoolSize, 最大线程数量。线程池中允许的最大线程数。
  • long keepAliveTime, 线程生存时间。就是线程在多少时间没有执行任务，就释放线程相关资源。
  • TimeUnit unit, 线程生存时间单位。指定 keepAliveTime 的时间单位。
  • BlockingQueue workQueue, 任务队列。用于保存等待执行的任务的队列。
  • ThreadFactory threadFactory, 线程产生的工厂。用于创建新线程的工厂。
  • RejectedExecutionHandler handler 拒绝策略，就是所有线程都在执行且任务满以后的处理办法。
    • Abort 中止策略。是默认的拒绝策略。当任务无法被接受时，会抛出 RejectedExecutionException 异常
    • Discard 丢弃策略。直接丢弃无法执行的任务，不抛出异常也不通知调用者，一般情况下是不能使用的。
    • DiscardOld 丢弃最老的策略。会丢弃队列中等待时间最长的任务，然后尝试将新任务加入队列。
    • CallerRuns 调用者运行策略。不会抛弃任务，而是将任务返回给调用者，由调用者所在的线程执行。

三、自定义线程池工创建工厂

• 通过实现 ThreadFactory 接口，实现自定义线池创建工厂。

• 如下，自定义线程创建工厂，在创建线程时设置线程名称。

      private static void  test2()  {
          ThreadFactory  threadFactory = new ThreadFactory(){
              @Override
              public Thread newThread(Runnable r) {
                  Thread thread = new Thread(r);
                  thread.setName( "线程-" + thread.getId()); // 设置一个线程名称，方便异常追踪
                  // 可以在这里设置其他线程属性，例如优先级、是否为守护线程等
                  return thread;
              }
          };
  
          ThreadPoolExecutor s = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 60, TimeUnit.SECONDS,
                  new ArrayBlockingQueue<Runnable>(4), threadFactory,
                  new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
      }
  

四、自定义线程池拒绝策略

• 通过实现 RejectedExecutionHandler 接口，实现自定义线程池拒绝策略。

• 如下，我通过自定义线程池拒绝策略，让线程池添加任务数量大于100时，输出一个日志。

  高并发实际应用中你可以记录一个日志文件或数据库，当线程池任务数量小于规定值时重新把任务加入线程池，进行线程池任务恢复，从而防止内存泄露、资源不足等异常产生，保证程序健壮性和稳定性。

      private static void  test1() throws ExecutionException, InterruptedException {
          RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler = new RejectedExecutionHandler(){
              @Override
              public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
                  if(executor.getQueue().size() > 100){
                      System.out.println("线程池任务数量大于100了，要不要限制什么的");
                  }
              }
          };
  
          ThreadPoolExecutor s = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 60, TimeUnit.SECONDS,
                  new ArrayBlockingQueue<Runnable>(4), Executors.defaultThreadFactory(),
                  rejectedExecutionHandler);
      }
  

五、线程池使用示例

• 在下面示例中，我创建一个线程池。核心线程数为2个，最大线程数为4个（最多只有4个线程在执行任务），线程空闲存活时间为60秒，使用 ArrayBlockingQueue 保存 Runnable 类型任务，使用默认线程创建工厂和调用者运行拒绝策略。然后添加一个100个任务，每个任务耗时5秒。线程池会执行这些任务，至到结束。

      private static void  test3()  {
          ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 60, TimeUnit.SECONDS,
                  new ArrayBlockingQueue<Runnable>(4),  Executors.defaultThreadFactory(),
                  new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
  
          for (int i = 1; i <= 100 ; i++) {
              final int id = i;
              executor.execute(new Runnable() {
                  @Override
                  public void run() {
                      someTask(id);
                  }
              });
          }
      }
  
      private static void  someTask(int id){
          // 这里是一个复杂的业务逻辑（耗时任务）
          try {
              Thread.sleep(5000);
          } catch (InterruptedException e) {
              e.printStackTrace();
          }
          System.out.println("这里是一个复杂的业务逻辑（耗时任务）"+id);
      }