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SpringBoot创建线程池的六种方式小结

作者:C3Stones

本文主要介绍了SpringBoot创建线程池的六种方式小结,包括自定义线程池,固定长度线程池,单一线程池,共享线程池,定时线程池,SpringBoot中注入异步线程池,感兴趣的可以了解一下

1. 自定义线程池

1.1 示例代码

/**
 * 自定义线程池
 * <p>
 * 优点:可以自定义参数
 * </p>
 */
@Test
public void newThreadPoolExecutor() {
    ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
            // 核心线程数
            3,
            // 最大线程数
            5,
            // 空闲线程最大存活时间
            60L,
            // 空闲线程最大存活时间单位
            TimeUnit.SECONDS,
            // 等待队列及大小
            new ArrayBlockingQueue<>(100),
            // 创建新线程时使用的工厂
            Executors.defaultThreadFactory(),
            // 当线程池达到最大时的处理策略
//                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()          // 抛出RejectedExecutionHandler异常
            new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()       // 交由调用者的线程执行
//                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()  // 丢掉最早未处理的任务
//                new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()        // 丢掉新提交的任务
    );

    // 总共5个任务
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        int taskIndex = i;
        executor.execute(() -> {
            log.info("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在执行任务 " + taskIndex);

            // 每个任务耗时1秒
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
    }

    executor.shutdown();
}

控制台打印:

20:09:50.032 [pool-1-thread-1] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-1 正在执行任务 1
20:09:50.032 [pool-1-thread-2] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-2 正在执行任务 2
20:09:50.032 [pool-1-thread-3] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-3 正在执行任务 3
20:09:51.038 [pool-1-thread-2] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-2 正在执行任务 5
20:09:51.038 [pool-1-thread-3] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-3 正在执行任务 4

2. 固定长度线程池

2.1 示例代码

/**
 * 固定大小线程池
 * <p>
 * 优点:当任务执行较快,且任务较少时使用方便
 * </p>
 * <p>
 * 风险:当处理较慢时,等待队列的任务堆积会导致OOM
 * </p>
 */
@Test
public void newFixThreadPool() {
    // 3个固定线程
    ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);

    // 总共5个任务
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        int taskIndex = i;
        executorService.execute(() -> {
            log.info("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在执行任务 " + taskIndex);

            // 每个任务耗时1秒
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
    }

    executorService.shutdown();
}

控制台打印:

20:16:27.040 [pool-1-thread-2] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-2 正在执行任务 2
20:16:27.040 [pool-1-thread-3] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-3 正在执行任务 3
20:16:27.040 [pool-1-thread-1] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-1 正在执行任务 1
20:16:28.048 [pool-1-thread-3] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-3 正在执行任务 4
20:16:28.048 [pool-1-thread-2] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-2 正在执行任务 5

前3个任务被同时执行,因为刚好有3个核心线程。后2个任务会被存放到阻塞队列,当执行前3个任务的某个线程空闲时会从队列中获取任务并执行。

2.2 源码剖析

/**
 * Creates a thread pool that reuses a fixed number of threads
 * operating off a shared unbounded queue.  At any point, at most
 * {@code nThreads} threads will be active processing tasks.
 * If additional tasks are submitted when all threads are active,
 * they will wait in the queue until a thread is available.
 * If any thread terminates due to a failure during execution
 * prior to shutdown, a new one will take its place if needed to
 * execute subsequent tasks.  The threads in the pool will exist
 * until it is explicitly {@link ExecutorService#shutdown shutdown}.
 *
 * @param nThreads the number of threads in the pool
 * @return the newly created thread pool
 * @throws IllegalArgumentException if {@code nThreads <= 0}
 */
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

该类型线程池的核心线程数和最大线程数为指定的参数,空闲线程的存活线程时间为0毫秒,等待队列使用LinkedBlockingQueue,初始化大小为Integer.MAX_VALUE(即:2147483647)。

当任务执行较慢时,阻塞队列存有大量的任务等待,这些任务会占用大量的内存,从而可能导致OOM。

3. 单一线程池

3.1 示例代码

/**
 * 单一线程池
 * <p>
 * 优势:保存任务按照提交的顺序执行
 * </p>
 * <p>
 * 风险:当处理较慢时,等待队列的任务堆积会导致OOM
 * </p>
 */
@Test
public void newSingleThreadExecutor() {
    // 1个线程
    ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();

    // 总共5个任务
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        int taskIndex = i;
        executor.execute(() -> {
            log.info("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在执行任务 " + taskIndex);

            // 每个任务耗时1秒
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
    }

    executor.shutdown();
}

控制台打印:

20:31:04.970 [pool-1-thread-1] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-1 正在执行任务 1
20:31:05.974 [pool-1-thread-1] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-1 正在执行任务 2
20:31:06.974 [pool-1-thread-1] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-1 正在执行任务 3
20:31:07.975 [pool-1-thread-1] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-1 正在执行任务 4
20:31:08.976 [pool-1-thread-1] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-1 正在执行任务 5

所有任务按照提交的顺序执行。

3.2 源码剖析

/**
 * Creates an Executor that uses a single worker thread operating
 * off an unbounded queue. (Note however that if this single
 * thread terminates due to a failure during execution prior to
 * shutdown, a new one will take its place if needed to execute
 * subsequent tasks.)  Tasks are guaranteed to execute
 * sequentially, and no more than one task will be active at any
 * given time. Unlike the otherwise equivalent
 * {@code newFixedThreadPool(1)} the returned executor is
 * guaranteed not to be reconfigurable to use additional threads.
 *
 * @return the newly created single-threaded Executor
 */
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

该类型线程池的核心线程数和最大线程数都为1,空闲线程的存活线程时间为0毫秒,等待队列使用LinkedBlockingQueue,初始化大小为Integer.MAX_VALUE(即:2147483647)。

当任务执行较慢时,阻塞队列存有大量的任务等待,这些任务会占用大量的内存,从而可能导致OOM。

4. 共享线程池

4.1 示例代码

/**
 * 共享线程池
 * <p>
 * 优势:当在某一时间段内任务较多,且执行较快时方便使用
 * </p>
 * <p>
 * 风险:当处理较慢时,会创建大量的线程
 * </p>
 */
@Test
public void newCachedThreadPool() {
    ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

    // 总共5个任务
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        int taskIndex = i;
        executor.execute(() -> {
            log.info("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在执行任务 " + taskIndex);

            // 每个任务耗时1秒
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
    }

    executor.shutdown();
}

控制台打印:

20:45:31.351 [pool-1-thread-4] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-4 正在执行任务 4
20:45:31.351 [pool-1-thread-1] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-1 正在执行任务 1
20:45:31.351 [pool-1-thread-5] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-5 正在执行任务 5
20:45:31.358 [pool-1-thread-2] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-2 正在执行任务 2
20:45:31.359 [pool-1-thread-3] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 线程 pool-1-thread-3 正在执行任务 3

每一个任务都创建了新的线程。

4.2 源码剖析

/**
 * 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>());
}

该类型线程池的核心线程数为0,最大线程数为Integer.MAX_VALUE(即:2147483647),空闲线程最大存活时间为60秒,等待队列使用SynchronousQueue,该队列不存储数据,只做转发,具体可参考:【并发编程】Java 阻塞队列

当任务较多或执行较慢时,会创建大量的线程,从而导致OOM。

5. 定时线程池

5.1 示例代码

/**
 * 定时线程池
 * <p>
 * 优点:可以定时执行某些任务
 * </p>
 * <p>
 * 风险:当处理较慢时,等待队列的任务堆积会导致OOM
 * </p>
 */
@Test
public void newScheduledThreadPool() {
//        // 单一线程
//        ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
    // 指定核心线程数
    ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(3);

    executor.schedule(() -> {
        log.info("3秒后开始执行,以后不再执行");

        // 每个任务耗时1秒
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }, 3, TimeUnit.SECONDS);
//
//        executor.scheduleAtFixedRate(() -> {
//            log.info("3秒后开始执行,以后每2秒执行一次");
//
//            // 每个任务耗时1秒
//            try {
//                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
//            } catch (InterruptedException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }
//        }, 3, 2, TimeUnit.SECONDS);
//
//        executor.scheduleWithFixedDelay(() -> {
//            log.info("3秒后开始执行,以后延迟2秒执行一次");
//
//            // 每个任务耗时1秒
//            try {
//                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
//            } catch (InterruptedException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }
//        }, 3, 2, TimeUnit.SECONDS);
}

控制台打印 - 1:

21:18:46.494 [pool-1-thread-1] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 3秒后开始执行,以后不再执行

启动后3秒开始执行,执行完成后不再继续执行。

控制台打印 - 2:

21:22:47.078 [pool-1-thread-1] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 3秒后开始执行,以后每2秒执行一次
21:22:49.075 [pool-1-thread-1] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 3秒后开始执行,以后每2秒执行一次
21:22:51.075 [pool-1-thread-2] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 3秒后开始执行,以后每2秒执行一次

启动后3秒开始执行,以后每两秒执行一次。

控制台打印 - 3:

21:28:09.701 [pool-1-thread-1] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 3秒后开始执行,以后延迟2秒执行一次
21:28:12.705 [pool-1-thread-1] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 3秒后开始执行,以后延迟2秒执行一次
21:28:15.707 [pool-1-thread-2] INFO com.c3stones.test.ThreadPoolTest - 3秒后开始执行,以后延迟2秒执行一次

启动后3秒开始执行,以后每次执行时间为任务的耗时时间加固定的延迟时间。

假设每次任务固定延迟2秒,第一次任务在第3秒开始执行,任务耗时1秒;第二次任务将在第一次完成后2秒开始执行(即第6秒),耗时2秒;第三次任务将在第二次完成后2秒开始执行(即第10秒),依次类推。

6. SpringBoot中注入异步线程池

6.1 自定义线程配置类

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.task.TaskExecutor;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;

import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;

/**
 * 自定义线程池配置类
 *
 * @author CL
 */
@Configuration
public class TaskExecutorConfig {

    /**
     * 自定义任务执行器
     *
     * @return {@link TaskExecutor}
     */
    @Bean
    public TaskExecutor taskExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        // 核心线程数,默认1
        int corePoolSize = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
        executor.setCorePoolSize(corePoolSize);
        // 最大线程数,默认Integer.MAX_VALUE
        executor.setMaxPoolSize(corePoolSize * 2 + 1);
        // 空闲线程最大存活时间,默认60秒
        executor.setKeepAliveSeconds(3);
        // 等待队列及大小,默认Integer.MAX_VALUE
        executor.setQueueCapacity(500);
        // 线程的名称前缀,默认该Bean名称简写:org.springframework.util.ClassUtils.getShortName(java.lang.Class<?>)
        executor.setThreadNamePrefix("custom-thread-");
        // 当线程池达到最大时的处理策略,默认抛出RejectedExecutionHandler异常
//        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());         // 抛出RejectedExecutionHandler异常
        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());    // 交由调用者的线程执行
//        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()); // 丢掉最早未处理的任务
//        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());       // 丢掉新提交的任务
        // 等待所有任务结束后再关闭线程池,默认false
        executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
        // 等待所有任务结束最长等待时间,默认0毫秒
        executor.setAwaitTerminationSeconds(10);
        // 执行初始化
        executor.initialize();
        return executor;
    }

}
/**
 * 示例Service
 *
 * @author CL
 */
public interface DemoService {

    /**
     * 示例方法
     *
     * @return {@link String}
     */
    void demo();

}
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.core.task.TaskExecutor;
import org.springframework.stereotype.Service;

import javax.annotation.Resource;


/**
 * 示例Service实现
 *
 * @author CL
 */
@Slf4j
@Service
public class DemoServiceImpl implements DemoService {

    @Resource
    private TaskExecutor taskExecutor;

    /**
     * 示例方法
     */
    @Override
    public void demo() {
        taskExecutor.execute(() -> {
            log.info("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在执行Service中的方法");
        });
    }

}
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * 示例异步任务
 *
 * @author CL
 */
@Slf4j
@Component
@EnableAsync
public class DemoAsync {

    /**
     * 示例方法
     */
    @Async(value = "taskExecutor")
    public void demo() {
        log.info("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在执行Async中的方法");
    }

}
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.TaskScheduler;
import org.springframework.scheduling.annotation.SchedulingConfigurer;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskScheduler;
import org.springframework.scheduling.config.ScheduledTaskRegistrar;

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;

/**
 * 自定义定时任务调度配置类
 *
 * @author CL
 */
@Configuration
public class SheduledConfig implements SchedulingConfigurer {

    /**
     * 配置定时任务
     *
     * @param scheduledTaskRegistrar 配置任务注册器
     */
    @Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar scheduledTaskRegistrar) {
        scheduledTaskRegistrar.setScheduler(taskScheduler());

//        // 第二种方式
//        scheduledTaskRegistrar.setScheduler(scheduledExecutorService());
    }

    /**
     * 自定义任务调度器
     *
     * @return {@link TaskScheduler}
     */
    @Bean
    public TaskScheduler taskScheduler() {
        ThreadPoolTaskScheduler executor = new ThreadPoolTaskScheduler();
        executor.setPoolSize(5);
        executor.setThreadNamePrefix("custom-scheduler-");
        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        executor.initialize();
        return executor;
    }

//    /**
//     * 自定义任务线程池
//     *
//     * @return {@link ScheduledExecutorService}
//     */
//    @Bean
//    public ScheduledExecutorService scheduledExecutorService() {
//        return Executors.newScheduledThreadPool(5);
//    }

}

6.2 测试

import com.c3tones.async.DemoAsync;
import com.c3tones.service.DemoService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.annotation.Resource;

/**
 * 示例Controller
 *
 * @author CL
 */
@Slf4j
@RestController
public class DemoController {

    @Resource
    private DemoService demoService;

    @Resource
    private DemoAsync demoAsync;

    /**
     * Service示例方法
     *
     * @return {@link String}
     */
    @RequestMapping("/service")
    public void service() {
        log.info("Service示例方法开始执行");
        demoService.demo();
        log.info("Service示例方法结束执行");
    }

    /**
     * 异步示例方法
     *
     * @return {@link String}
     */
    @RequestMapping("/async")
    public void async() {
        log.info("异步示例方法开始执行");
        demoAsync.demo();
        log.info("异步示例方法结束执行");
    }

}
curl http://127.0.0.1:8080/service

控制台打印:

2023-03-19 22:26:26.896  INFO 136568 --- [nio-8080-exec-3] com.c3tones.controller.DemoController    : Service示例方法开始执行
2023-03-19 22:26:26.897  INFO 136568 --- [nio-8080-exec-3] com.c3tones.controller.DemoController    : Service示例方法结束执行
2023-03-19 22:26:26.897  INFO 136568 --- [custom-thread-1] com.c3tones.service.DemoServiceImpl      : 线程 custom-thread-1 正在执行Service中的方法

调用接口同步打印日志,自定义线程异步执行任务。

curl http://127.0.0.1:8080/async

控制台打印:

2023-03-19 22:28:08.349  INFO 136568 --- [nio-8080-exec-7] com.c3tones.controller.DemoController    : 异步示例方法开始执行
2023-03-19 22:28:08.355  INFO 136568 --- [nio-8080-exec-7] com.c3tones.controller.DemoController    : 异步示例方法结束执行
2023-03-19 22:28:08.363  INFO 136568 --- [custom-thread-2] com.c3tones.async.DemoAsync              : 线程 custom-thread-2 正在执行Async中的方法

调用接口同步打印日志,异步线程异步执行任务。

测试定时任务中的自定义线程池

编写测试方法

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableScheduling;
import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * 示例定时任务
 *
 * @author CL
 */
@Slf4j
@Component
@EnableScheduling
public class DemoScheduled {

    /**
     * 示例方法
     */
    @Scheduled(cron = "0/3 * * * * ? ")
    public void demo() {
        log.info("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在执行Scheduled中的方法");
    }

}

启动服务

控制台打印:

2023-03-19 22:30:24.002  INFO 136568 --- [tom-scheduler-3] com.c3tones.sheduled.DemoScheduled       : 线程 custom-scheduler-3 正在执行Scheduled中的方法
2023-03-19 22:30:27.002  INFO 136568 --- [tom-scheduler-3] com.c3tones.sheduled.DemoScheduled       : 线程 custom-scheduler-3 正在执行Scheduled中的方法
2023-03-19 22:30:30.001  INFO 136568 --- [tom-scheduler-3] com.c3tones.sheduled.DemoScheduled       : 线程 custom-scheduler-3 正在执行Scheduled中的方法

定时任务从0秒开始,每3秒执行一次任务。

7. 项目地址

thread-demo

到此这篇关于SpringBoot创建线程池的六种方式小结的文章就介绍到这了,更多相关SpringBoot创建线程池内容请搜索脚本之家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脚本之家!

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