Java におけるスレッドプールの使用法と原理の詳細な説明-＆＃＆チュートリアル-php.cn

この記事では主に Java スレッドプールの使用法と原理に関する関連情報を詳しく紹介しますので、興味のある方は参考にしてください

スレッドプールとは何ですか?

Java を使用すると新しいスレッドを簡単に作成できますが、オペレーティングシステムがスレッドを作成するにはコストもかかります。したがって、スレッドの再利用に基づいて、スレッドプールを使用してタスクを実行した後、一定期間存続するスレッドプールを使用します (ユーザーはスレッドの生存時間を設定できます)。アイドルスレッド (これについては後で説明します))、新しいタスクが来ると、アイドルスレッドが直接再利用されるため、スレッドの作成と破棄のロスがなくなります。もちろん、アイドル状態のスレッドもリソースの無駄になります (すべてのアイドル状態のスレッドには生存時間の制限があります) が、頻繁にスレッドを作成して破棄するよりははるかに優れています。
以下は私のテストコードです

  /*
   * @TODO 线程池测试
   */
  @Test
  public void threadPool(){

    /*java提供的统计线程运行数，一开始设置其值为50000，每一个线程任务执行完
     * 调用CountDownLatch#coutDown()方法（其实就是自减1）
     * 当所有的线程都执行完其值就为0
    */
    CountDownLatch count = new CountDownLatch(50000);
    long start = System.currentTimeMillis();
    Executor pool = Executors.newFixedThreadPool(10);//开启线程池最多会创建10个线程
    for(int i=0;i<50000;i++){
      pool.execute(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
          System.out.println("hello");
          count.countDown();
        }
      });
    }

    while(count.getCount()!=0){//堵塞等待5w个线程运行完毕

    }
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("50个线程都执行完了,共用时:"+(end-start)+"ms");
  }


  /**
   *@TODO 手动创建线程测试 
   */
  @Test
  public void thread(){
    CountDownLatch count = new CountDownLatch(50000);
    long start = System.currentTimeMillis();
    for(int i=0;i<50000;i++){
      Thread thread = new Thread(new Runnable() {

        @Override
        public void run() {
          System.out.println("hello");
          count.countDown();
        }
      });
      thread.start();
    }

    while(count.getCount()!=0){//堵塞等待5w个线程运行完毕

    }
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("50000个线程都执行完了,共用时:"+(end-start)+"ms");


  }

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スレッドプール内の5wスレッドで実行するには約400ミリ秒かかり、スレッドプールを使用せずに実行するには約4350ミリ秒かかります。効率は明らかです(読者はそれをテストできます)それ自体は同じですが、コンピューターの構成が異なるため、出てくるデータは異なりますが、スレッドを作成するよりもスレッドプールを使用した方が確実に高速です)。

Java はスレッドプールをどのように使用しますか?

スレッドプールは上記のテストコードで使用されており、以下で正式に導入されます。

すべての Java スレッドプールの最上位は Executor インターフェイスであり、Executor インターフェイスは 1 つだけあり、すべてのタスクを実行するために使用されます。Java は、Executor から継承してメソッドを拡張する ExecutorService インターフェイスも提供します。抽象クラス AbstractExecutorService は ExecutorService を実装し、最後に ThreadPoolExecutor は上記の抽象クラスから継承します。私たちがよく使用する Java スレッドプールは、作成されたこのクラスのインスタンスです。

上記で使用した Executor は、さまざまなビジネスのスレッドプールパラメーターをカプセル化し、新しい操作を実行する構文糖です。

 public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                   0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                   new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
  }

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上記はExecutors.newFixedThreadPool(10)のソースコードです。

次のポイントはここです。ThreadPoolExecutor 構築メソッドの各パラメーターの意味について説明します。

 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
               int maximumPoolSize,
               long keepAliveTime,
               TimeUnit unit,
               BlockingQueue<Runnable> workQueue,
               ThreadFactory threadFactory,
               RejectedExecutionHandler handler)

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上記の構築方法が最も包括的です。

以下では、ソースコードに基づいて、より説得力のあるいくつかのパラメーターの意味を説明します。

以下は ThreadPoolExecutor#execute メソッドです。これは、上記のインターフェイスによって呼び出される実行の実際の実行者です。

 public void execute(Runnable command) {
    if (command == null)
      throw new NullPointerException();

    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);
  }

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ctl は、アトミックステートメントの CAS 操作を提供するクラスである AtomicInteger インスタンスで、スレッドプールで現在実行されているスレッドの数に -2^29 を加えたものを記録するために使用され、workCountOf メソッドはその絶対値を取得します。 (ソースコードで実装方法を確認できます)。この値が corePoolSize より小さい場合、addWorker メソッドが呼び出されます (新しい Worker を作成するために使用されます。Worker は Thread を作成します。スレッド作成プロセス中、addWorkd は corePoolSize または maxnumPoolSize の値の比較に従います (true が渡された場合は corePoolSize に基づいて比較され、false は maxnumPoolSize に基づいて比較されます)。値がその値以上である場合、作成は失敗します)。現在実行中のスレッドの数が corePoolSize 未満の場合、スレッドプールが作成され、正常に作成されることがわかります (
Running 状態のスレッドプールについては簡単に説明するだけです)。

実行中のスレッドの数が corePoolSize 以上の場合、isRunning が SHUTDOWN と比較される (その値 = 0) という 2 番目の if を入力します。前述したように、c は現在実行中のスレッドの数に -2 を加えたものに等しいです。 ^29 の場合、現在実行中のスレッドデータが 2^29 に達すると、その値 = 0 になり、isRunning が false を返し、else で addWorkd を実行すると false が返されるため (addWorkd もそれをチェックします)、これはスレッドプールが最大 2^29 のスレッドの同時実行をサポートします (これで十分です)。

workQueue.offer(command) は、実行可能ファイルを待機キューに追加するためのもので、待機キューに参加した後、runWorker メソッドはキューからタスクの実行を取得します。現在のキューが境界付きキュー (ArrayBlockingQueue) を使用している場合、キューがいっぱいの場合、オファーは false を返し、スレッドの場合は false が渡されます。ここで実行中この数値が maxnumPoolSize 以上の場合、このスレッドタスクはスレッドプールによって拒否され、reject(command) が実行されます。拒否メソッドは、ThreadPoolExecutor 構築メソッドの RejectedExecutionHandler (拒否戦略) を使用します。後で詳しく説明します。

上記の説明をソースコードと組み合わせると、ThreadPoolExecutor のパラメーターについての次の説明が理解しやすくなります。

スレッドプールでのスレッドの作成と拒否の戦略

corePoolSize、maxnumPoolSize、およびBlockingQueueは一緒に議論する必要があります

スレッドプールで実行されているスレッドが corePoolSize より小さい場合、新しいスレッドタスクは常に実行用の新しいスレッドを作成します。corePoolSize より大きい場合、BlockingQueue を渡すと、タスクは待機キューに追加されます。 in は無制限のキュー (LinkedBlockingQueue) です。これは、「無限に多くの」タスクを格納できるキューです。これは、maxnumPoolSize とは関係がありません。スレッドプール内の値は corePoolSize ですが、制限付きキュー (ArrayBlockingQueue、SynchronousQueue) を渡す場合、キューがいっぱいでスレッド数が maxmunPoolSize 未満の場合、スレッド数が maxnumPoolSize を超えるまで新しいスレッドが作成されます。スレッドの数が maxnumPoolSize より大きい場合、タスクへの参加はスレッドプールによって拒否されます。

RejectedExecutionHandler の拒否戦略は 4 つの AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardOldestPolicy、DiscardPolicy を実装します。ユーザーはこのインターフェイスを実装して独自の拒否戦略を実装することもできます。最初の拒否戦略は例外を直接スローするもので、2 番目の拒否戦略は新しいものです。タスクは直接実行され、3 番目のタスクはキュー内の最も古いタスクをキャンセルし、4 番目のタスクは現在のタスクをキャンセルします。

以上がJava におけるスレッドプールの使用法と原理の詳細な説明の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。