Java ExecutorService线程池原理是什么

Java ExecutorService线程池的原理主要基于以下几个核心组件和概念：

1. 线程池接口

• ExecutorService：这是线程池的主要接口，提供了管理终止和生成Future对象的方法。
• Executors：这是一个工具类，提供了创建不同类型线程池的方法。

2. 线程池实现类

• ThreadPoolExecutor：这是最常用的线程池实现，它实现了ExecutorService接口。
• ScheduledThreadPoolExecutor：用于执行定时任务或周期性任务的线程池。

3. 核心线程数（corePoolSize）

• 线程池中保持的最小线程数，即使这些线程处于空闲状态也不会被销毁。

4. 最大线程数（maximumPoolSize）

• 线程池中允许的最大线程数。当任务队列满了并且所有核心线程都在忙时，新的任务会创建新的线程，直到达到这个最大值。

5. 任务队列（workQueue）

• 用于保存等待执行的任务的队列。常见的队列类型有：
  • ArrayBlockingQueue：基于数组的有界阻塞队列。
  • LinkedBlockingQueue：基于链表的可选有界阻塞队列。
  • SynchronousQueue：不存储元素的阻塞队列，每个插入操作必须等待一个移除操作。
  • PriorityBlockingQueue：支持优先级的无界阻塞队列。

6. 线程工厂（ThreadFactory）

• 用于创建新线程的工厂。可以自定义线程的名称、优先级等属性。

7. 拒绝策略（RejectedExecutionHandler）

• 当任务无法被接受时（例如，线程池已满且任务队列也满了），拒绝策略决定如何处理这些任务。常见的拒绝策略有：
  • AbortPolicy：默认策略，抛出RejectedExecutionException异常。
  • CallerRunsPolicy：由调用线程执行被拒绝的任务。
  • DiscardPolicy：直接丢弃被拒绝的任务。
  • DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最老的任务，然后重新尝试提交当前任务。

工作原理

1. 任务提交：当一个任务被提交到线程池时，首先会检查当前线程数是否小于核心线程数。如果是，则创建一个新的核心线程来执行任务。
2. 任务队列：如果当前线程数已经达到核心线程数，则将任务放入任务队列中等待执行。
3. 创建新线程：如果任务队列已满，并且当前线程数小于最大线程数，则创建一个新的非核心线程来执行任务。
4. 拒绝策略：如果任务队列已满，并且当前线程数已经达到最大线程数，则根据拒绝策略处理该任务。
5. 线程回收：如果一个线程在一段时间内没有执行任务（即空闲时间超过keepAliveTime），并且当前线程数大于核心线程数，则该线程会被终止。

优点

• 提高性能：通过重用线程减少了线程创建和销毁的开销。
• 控制并发：可以限制同时执行的任务数量，避免资源耗尽。
• 管理任务：提供了任务队列和拒绝策略，方便管理和控制任务的执行。

使用示例

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个固定大小的线程池
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);

        // 提交任务
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int taskNumber = i;
            executorService.submit(() -> {
                System.out.println("Task " + taskNumber + " is running on thread " + Thread.currentThread().getName());
            });
        }

        // 关闭线程池
        executorService.shutdown();
    }
}

通过理解这些核心组件和工作原理，可以更好地利用Java ExecutorService线程池来提高应用程序的性能和稳定性。