Java如何自定义线程池中队列

目录
  • 背景
  • 问题分析
  • 问题解决
  • 总结
    • 两个队列的UML关系图
    • SynchronousQueue的定义
    • ArrayBlockingQueue的定义
    • 分析
    • jdk源码中关于线程池队列的说明

背景

业务交互的过程中涉及到了很多关于SFTP下载的问题,因此在代码中定义了一些线程池,使用中发现了一些问题,

代码类似如下所示:

public class ExecutorTest {
    private static ExecutorService es = new ThreadPoolExecutor(2,
            100, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS
            , new ArrayBlockingQueue<>(10));
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            es.submit(new MyThread());
        }
    }
    static class MyThread implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            for (; ; ) {
                System.out.println("Thread name=" + Thread.currentThread().getName());
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

如上面的代码所示,定义了一个初始容量为2,最大容量为100,队列长度为10的线程池,期待的运行结果为:

Thread name=pool-1-thread-1
Thread name=pool-1-thread-2
Thread name=pool-1-thread-3
Thread name=pool-1-thread-4
Thread name=pool-1-thread-5
Thread name=pool-1-thread-6
Thread name=pool-1-thread-7
Thread name=pool-1-thread-8
Thread name=pool-1-thread-9
Thread name=pool-1-thread-10
Thread name=pool-1-thread-3
Thread name=pool-1-thread-5
Thread name=pool-1-thread-2
Thread name=pool-1-thread-1
Thread name=pool-1-thread-4
Thread name=pool-1-thread-10
Thread name=pool-1-thread-7
Thread name=pool-1-thread-6
Thread name=pool-1-thread-9
Thread name=pool-1-thread-8
Thread name=pool-1-thread-3
Thread name=pool-1-thread-4
Thread name=pool-1-thread-1
Thread name=pool-1-thread-5
Thread name=pool-1-thread-2
Thread name=pool-1-thread-8
Thread name=pool-1-thread-6
Thread name=pool-1-thread-7
Thread name=pool-1-thread-9
Thread name=pool-1-thread-10

期待十个线程都可以运行,但实际的执行效果如下:

Thread name=pool-1-thread-1
Thread name=pool-1-thread-2
Thread name=pool-1-thread-2
Thread name=pool-1-thread-1
Thread name=pool-1-thread-1
Thread name=pool-1-thread-2
Thread name=pool-1-thread-1
Thread name=pool-1-thread-2
Thread name=pool-1-thread-2
Thread name=pool-1-thread-1
Thread name=pool-1-thread-2
Thread name=pool-1-thread-1
Thread name=pool-1-thread-2
Thread name=pool-1-thread-1

对比可以看出,用上面的方式定义线程池,最终只有两个线程可以运行,即线程池的初始容量大小。其余线程都被阻塞到了队列ArrayBlockingQueue<>(10)

问题分析

我们知道,Executors框架提供了几种常见的线程池分别为:

  • 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。
  • 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。
  • newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。
  • 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。

如果将代码中自定义的线程池改为 :

private static ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool();

运行发现,提交的十个线程都可以运行

Executors.newCachedThreadPool()的源码如下:

/**
 * Creates a thread pool that creates new threads as needed, but
 * will reuse previously constructed threads when they are
 * available.  These pools will typically improve the performance
 * of programs that execute many short-lived asynchronous tasks.
 * Calls to {@code execute} will reuse previously constructed
 * threads if available. If no existing thread is available, a new
 * thread will be created and added to the pool. Threads that have
 * not been used for sixty seconds are terminated and removed from
 * the cache. Thus, a pool that remains idle for long enough will
 * not consume any resources. Note that pools with similar
 * properties but different details (for example, timeout parameters)
 * may be created using {@link ThreadPoolExecutor} constructors.
 *
 * @return the newly created thread pool
 */
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}

通过对比发现,newCachedThreadPool使用的是 SynchronousQueue<>()而我们使用的是ArrayBlockingQueue<>(10) 因此可以很容易的发现问题出在队列上。

问题解决

将ArrayBlockingQueue改为SynchronousQueue 问题解决,代码如下:

public class ExecutorTest {
    private static ExecutorService es = new ThreadPoolExecutor(2,
            100, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS
            , new SynchronousQueue<>());
    private static ExecutorService es2 = Executors.newCachedThreadPool();
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            es.submit(new MyThread());
        }
    }
    static class MyThread implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            for (; ; ) {
                System.out.println("Thread name=" + Thread.currentThread().getName());
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

总结

两个队列的UML关系图

从图上我们可以看到,两个队列都继承了AbstractQueue实现了BlockingQueue接口,因此功能应该相似

SynchronousQueue的定义

* <p>Synchronous queues are similar to rendezvous channels used in
* CSP and Ada. They are well suited for handoff designs, in which an
* object running in one thread must sync up with an object running
* in another thread in order to hand it some information, event, or
* task.

SynchronousQueue类似于一个传递通道,只是通过他传递某个元素,并没有任何容量,只有当第一个元素被取走,才能在给队列添加元素。

ArrayBlockingQueue的定义

* A bounded {@linkplain BlockingQueue blocking queue} backed by an
* array.  This queue orders elements FIFO (first-in-first-out).  The
* <em>head</em> of the queue is that element that has been on the
* queue the longest time.  The <em>tail</em> of the queue is that
* element that has been on the queue the shortest time. New elements
* are inserted at the tail of the queue, and the queue retrieval
* operations obtain elements at the head of the queue.

ArrayBlockingQueue从定义来看就是一个普通的队列,先入先出,当队列为空时,获取数据的线程会被阻塞,当队列满时,添加队列的线程会被阻塞,直到队列可用。

分析

从上面队列的定义中可以看出,导致线程池没有按照预期运行的原因不是因为队列的问题,应该是关于线程池在提交任务时,从队列取数据的方式不同导致的。

jdk源码中关于线程池队列的说明

* <dt>Queuing</dt>
*
* <dd>Any {@link BlockingQueue} may be used to transfer and hold
* submitted tasks.  The use of this queue interacts with pool sizing:
*
* <ul>
*
* <li> If fewer than corePoolSize threads are running, the Executor
* always prefers adding a new thread
* rather than queuing.</li>
*
* <li> If corePoolSize or more threads are running, the Executor
* always prefers queuing a request rather than adding a new
* thread.</li>
*
* <li> If a request cannot be queued, a new thread is created unless
* this would exceed maximumPoolSize, in which case, the task will be
* rejected.</li>

从说明中可以看到,如果正在运行的线程数必初始容量corePoolSize小,那么Executor会从创建一个新线程去执行任务,如果正在执行的线程数必corePoolSize大,那么Executor会将新提交的任务放到阻塞队列,除非当队列的个数超过了队列的最大长度maxmiumPooSize。

从源码中找到关于提交任务的方法:

public Future<?> submit(Runnable task) {
    if (task == null) throw new NullPointerException();
    RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
    execute(ftask);
    return ftask;
}

从源码中看到 subimit实际上是调用了execute方法

execute方法的源码:

public void execute(Runnable command) {
    if (command == null)
        throw new NullPointerException();
    /*
     * Proceed in 3 steps:
     *
     * 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to
     * start a new thread with the given command as its first
     * task.  The call to addWorker atomically checks runState and
     * workerCount, and so prevents false alarms that would add
     * threads when it shouldn't, by returning false.
     *
     * 2. If a task can be successfully queued, then we still need
     * to double-check whether we should have added a thread
     * (because existing ones died since last checking) or that
     * the pool shut down since entry into this method. So we
     * recheck state and if necessary roll back the enqueuing if
     * stopped, or start a new thread if there are none.
     *
     * 3. If we cannot queue task, then we try to add a new
     * thread.  If it fails, we know we are shut down or saturated
     * and so reject the task.
     */
    int c = ctl.get();
    if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
        if (addWorker(command, true))
            return;
        c = ctl.get();
    }
    if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
        int recheck = ctl.get();
        if (! isRunning(recheck) && remove(command))
            reject(command);
        else if (workerCountOf(recheck) == 0)
            addWorker(null, false);
    }
    else if (!addWorker(command, false))
        reject(command);
}

源码中可以看出,提交任务时,首先会判断正在执行的线程数是否小于corePoolSize,如果条件成立那么会直接创建线程并执行任务。如果条件不成立,且队列没有满,那么将任务放到队列,如果条件不成立但是队列满了,那么同样也新创建线程并执行任务。

到此这篇关于Java如何自定义线程池中队列的文章就介绍到这了,更多相关Java 队列内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们!

(0)

相关推荐

  • Java多线程常见案例分析线程池与单例模式及阻塞队列

    目录 一.单例模式 1.饿汉模式 2.懒汉模式(单线程) 3.懒汉模式(多线程) 二.阻塞队列 阻塞队列的实现 生产者消费者模型 三.线程池 1.创建线程池的的方法 (1)ThreadPoolExecutor (2)Executors(快捷创建线程池的API) 2.线程池的工作流程 一.单例模式 设计模式:软件设计模式 是一套被反复使用.多数人知晓.经过分类编目.代码设计经验的总结.使用设计模式是为了可重用代码.让代码更容易被他人理解.保证代码可靠性.程序的重用性. 单例模式:是设计模式的一种.

  • 浅谈java.util.concurrent包中的线程池和消息队列

    1.java并发包介绍 JDK5.0(JDK1.5更名后)以后的版本引入高级并发特性,大多数的特性在java.util.concurrent包中,是专门用于多线程编程的,充分利用了现代多处理器和多核心系统的功能以编写大规模并发应用程序.主要包括原子量.并发集合.同步器.可重入锁,并对线程池的构造提供了强力的支持 2.线程池 java.util.concurrent.Executors提供了一个 java.util.concurrent.Executor接口的实现用于创建线程池 多线程技术主要解决

  • Java 阻塞队列和线程池原理分析

    目录 [1]阻塞队列 一.什么是阻塞队列? 二.阻塞队列有什么用? 三.阻塞队列的简单实用 [2]Java 线程池 一.我们为什么需要Java 线程池?使用它的好处是什么? 二.Java中主要提供了哪几种线程的线程池? 三.线程类的继承关系 四.ThreadPoolExecutor参数的含义 corePoolSize 五.线程池工作流程(机制) 六.关于两种提交方法的比较 [1]阻塞队列 一.什么是阻塞队列? ① 支持阻塞的插入方法:意思是当队列满时,队列会阻塞插入元素的线程,直到队列不满. ②

  • java线程池工作队列饱和策略代码示例

    线程池(Thread Pool) 是并行执行任务收集的实用工具.随着 CPU 引入适合于应用程序并行化的多核体系结构,线程池的作用正日益显现.通过 ThreadPoolExecutor类及其他辅助类,Java 5 引入了这一框架,作为新的并发支持部分. ThreadPoolExecutor框架灵活且功能强大,它支持特定于用户的配置并提供了相关的挂钩(hook)和饱和策略来处理满队列 Java线程池会将提交的任务先置于工作队列中,在从工作队列中获取(SynchronousQueue直接由生产者提交

  • 手把手带你理解java线程池之工作队列workQueue

    目录 线程池之工作队列 ArrayBlockingQueue SynchronousQueue LinkedBlockingDeque LinkedBlockingQueue LinkedTransferQueue PriorityBlockingQueue 线程池之工作队列 ArrayBlockingQueue 采用数组来实现,并采用可重入锁ReentrantLock来做并发控制,无论是添加还是读取,都先要获得锁才能进行操作 可看出进行读写操作都使用了ReentrantLock,ArrayBl

  • Java如何自定义线程池中队列

    目录 背景 问题分析 问题解决 总结 两个队列的UML关系图 SynchronousQueue的定义 ArrayBlockingQueue的定义 分析 jdk源码中关于线程池队列的说明 背景 业务交互的过程中涉及到了很多关于SFTP下载的问题,因此在代码中定义了一些线程池,使用中发现了一些问题, 代码类似如下所示: public class ExecutorTest { private static ExecutorService es = new ThreadPoolExecutor(2, 1

  • Java多线程 自定义线程池详情

    主要介绍: 1.任务队列 2.拒绝策略(抛出异常.直接丢弃.阻塞.临时队列) 3.init( min ) 4.active 5.max min<=active<=max package chapter13; import java.util.ArrayList; import java.util.LinkedList; import java.util.List; public class SimpleThreadPool { public final static DiscardPolicy

  • Java实现终止线程池中正在运行的定时任务

    最近项目中遇到了一个新的需求,就是实现一个可以动态添加定时任务的功能.说到这里,有人可能会说简单啊,使用quartz就好了,简单粗暴.然而quartz框架太重了,小项目根本不好操作啊.当然,也有人会说,jdk提供了timer的接口啊,完全够用啊.但是我们项目的需求完全是多线程的模型啊,而timer是单线程的,so,楼主最后还是选择了jdk的线程池. 线程池是什么 Java通过Executors提供四种线程池,分别为: newCachedThreadPool :创建一个可缓存线程池,如果线程池长度

  • Java手写线程池的实现方法

    本文实例为大家分享了Java手写线程池的实现代码,供大家参考,具体内容如下 1.线程池是一种多线程处理形式,处理过程中将任务添加到队列,然后在创建线程后自动启动这些任务.线程池线程都是后台线程. 2.线程池简易架构 3.简易线程池代码(自行优化) import java.util.List; /** * 线程接口 * * @Author yjian * @Date 14:49 2017/10/14 **/ public interface IThreadPool { //加入任务 void ex

  • C#实现自定义线程池实例代码

    在项目中如果是web请求时候,IIS会自动分配一个线程来进行处理,如果很多个应用程序共享公用一个IIS的时候,线程分配可能会出现一个问题(当然也是我的需求造成的) 之前在做项目的时候,有一个需求,就是当程序启动的时候,希望能够启动一定数目的线程,然后每一个线程始终都是在运行的状态,不进行释放,然后循环去做一些事情.那么IIS的线程管理可能就不是我想要的,因为我想我的一些程序,只用我开启的线程来做工作.也就是说我想模拟一个线程池,每次有一个调用的时候从自定义线程池中取出一个,用完再放回去. 谈谈我

  • java多线程学习笔记之自定义线程池

    当我们使用 线程池的时候,可以使用 newCachedThreadPool()或者 newFixedThreadPool(int)等方法,其实我们深入到这些方法里面,就可以看到它们的是实现方式是这样的. public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueu

  • JAVA 自定义线程池的最大线程数设置方法

    一:CPU密集型: 定义:CPU密集型也是指计算密集型,大部分时间用来做计算逻辑判断等CPU动作的程序称为CPU密集型任务.该类型的任务需要进行大量的计算,主要消耗CPU资源.  这种计算密集型任务虽然也可以用多任务完成,但是任务越多,花在任务切换的时间就越多,CPU执行任务的效率就越低,所以,要最高效地利用CPU,计算密集型任务同时进行的数量应当等于CPU的核心数. 特点:    01:CPU 使用率较高(也就是经常计算一些复杂的运算,逻辑处理等情况)非常多的情况下使用    02:针对单台机

  • Java 自定义线程池和线程总数控制操作

    1 概述 池化是常见的思想,线程池是非常典型的池化的实现,<Java并发编程实战>也大篇幅去讲解了Java中的线程池.本文实现一个简单的线程池. 2 核心类 [1]接口定义 public interface IThreadPool<Job extends Runnable> { /** * 关闭线程池 */ public void shutAlldown(); /** * 执行任务 * * @param job 任务 */ public void execute(Job job);

  • Java自定义线程池的实现示例

    目录 一.Java语言本身也是多线程,回顾Java创建线程方式如下: 二.JDK线程池工具类. 三.业界知名自定义线程池扩展使用. 一.Java语言本身也是多线程,回顾Java创建线程方式如下: 1.继承Thread类,(Thread类实现Runnable接口),来个类图加深印象. 2.实现Runnable接口实现无返回值.实现run()方法,啥时候run,黑话了. 3.实现Callable接口重写call()+FutureTask获取. public class CustomThread {

  • Java8并行流中自定义线程池操作示例

    本文实例讲述了Java8并行流中自定义线程池操作.分享给大家供大家参考,具体如下: 1.概览 java8引入了流的概念,流是作为一种对数据执行大量操作的有效方式.并行流可以被包含于支持并发的环境中.这些流可以提高执行性能-以牺牲多线程的开销为代价 在这篇短文中,我们将看一下 Stream API的最大限制,同时看一下如何让并行流和线程池实例(ThreadPool instance)一起工作. 2.并行流Parallel Stream 我们先以一个简单的例子来开始-在任一个Collection类型

随机推荐