Java線程池課件XX有限公司20XX匯報(bào)人：XX目錄01線程池基礎(chǔ)概念02線程池核心組件03線程池的實(shí)現(xiàn)原理04線程池的配置與使用05線程池的常見問題06線程池的高級特性線程池基礎(chǔ)概念01線程池定義線程池是一種基于池化思想管理線程的資源池，可以有效控制線程數(shù)量，提高系統(tǒng)性能。線程池的概念線程池通過預(yù)先創(chuàng)建一定數(shù)量的線程，放入池中備用，任務(wù)到達(dá)時(shí)，直接從池中獲取線程執(zhí)行，避免了頻繁創(chuàng)建和銷毀線程的開銷。線程池的工作原理線程池的作用通過復(fù)用固定數(shù)量的線程，線程池減少了線程創(chuàng)建和銷毀的開銷，提高了系統(tǒng)性能。提高性能和資源利用率線程池可以限制同時(shí)運(yùn)行的線程數(shù)量，有效控制應(yīng)用程序的并發(fā)度，防止資源耗盡?？刂撇l(fā)數(shù)線程池負(fù)責(zé)管理線程的生命周期，包括線程的創(chuàng)建、執(zhí)行、暫停、銷毀等，簡化了線程管理。管理線程生命周期線程池的優(yōu)勢線程池通過復(fù)用線程，減少線程創(chuàng)建和銷毀的開銷，有效提高CPU和內(nèi)存等資源的利用率。提高資源利用率預(yù)創(chuàng)建的線程池可以快速響應(yīng)任務(wù)請求，減少任務(wù)等待時(shí)間，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和吞吐量。提升響應(yīng)速度由于減少了線程創(chuàng)建和銷毀的次數(shù)，線程池能夠降低系統(tǒng)在上下文切換和調(diào)度上的開銷。降低系統(tǒng)開銷線程池提供了統(tǒng)一的線程管理機(jī)制，可以有效控制線程的最大并發(fā)數(shù)，避免系統(tǒng)資源耗盡。管理線程生命周期01020304線程池核心組件02工作線程線程池通過內(nèi)部的線程工廠創(chuàng)建線程，并通過核心參數(shù)控制線程的生命周期和數(shù)量。線程的創(chuàng)建與管理線程池中的工作線程可以被重復(fù)利用，執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，避免了頻繁創(chuàng)建和銷毀線程的開銷。線程的復(fù)用工作線程從任務(wù)隊(duì)列中獲取任務(wù)并執(zhí)行，支持同步或異步處理，保證任務(wù)的高效執(zhí)行。任務(wù)執(zhí)行機(jī)制任務(wù)隊(duì)列Java線程池使用阻塞隊(duì)列來存儲待執(zhí)行的任務(wù)，常見的隊(duì)列類型包括ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue。隊(duì)列的類型任務(wù)隊(duì)列作為線程池的核心組件之一，負(fù)責(zé)存放等待執(zhí)行的任務(wù)，保證線程池能夠按順序處理任務(wù)。隊(duì)列的作用任務(wù)隊(duì)列的容量限制可以防止內(nèi)存溢出，當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)，線程池會根據(jù)策略拒絕新任務(wù)的提交。隊(duì)列容量限制線程池控制器任務(wù)調(diào)度器負(fù)責(zé)將提交給線程池的任務(wù)合理分配給工作線程執(zhí)行，確保任務(wù)高效運(yùn)行。任務(wù)調(diào)度器工作隊(duì)列是線程池中任務(wù)的容器，管理著待執(zhí)行的任務(wù)，控制器負(fù)責(zé)隊(duì)列的插入和移除操作。工作隊(duì)列管理當(dāng)線程池?zé)o法處理新任務(wù)時(shí)，拒絕策略處理器會決定如何處理這些任務(wù)，例如丟棄、排隊(duì)等待或調(diào)用者執(zhí)行。拒絕策略處理器線程池的實(shí)現(xiàn)原理03線程池的創(chuàng)建過程01初始化核心參數(shù)線程池創(chuàng)建時(shí)，首先會初始化核心參數(shù)，如核心線程數(shù)、最大線程數(shù)、存活時(shí)間等。02創(chuàng)建工作線程線程池會創(chuàng)建一定數(shù)量的工作線程，這些線程會從任務(wù)隊(duì)列中獲取并執(zhí)行任務(wù)。03任務(wù)隊(duì)列的選擇根據(jù)需求選擇合適的任務(wù)隊(duì)列，如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等，用于存放待執(zhí)行的任務(wù)。04拒絕策略的配置當(dāng)任務(wù)隊(duì)列滿且工作線程達(dá)到最大數(shù)時(shí)，線程池需要配置拒絕策略來處理新提交的任務(wù)。任務(wù)的提交與執(zhí)行線程池通過任務(wù)隊(duì)列管理待執(zhí)行的任務(wù)，新任務(wù)提交時(shí)，會先被放入隊(duì)列中等待分配線程執(zhí)行。任務(wù)隊(duì)列的使用01線程池根據(jù)核心線程數(shù)和最大線程數(shù)來創(chuàng)建和管理線程，任務(wù)提交時(shí)，線程池會根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)分配線程。線程的分配機(jī)制02當(dāng)任務(wù)隊(duì)列滿且線程池達(dá)到最大線程數(shù)時(shí)，線程池會根據(jù)預(yù)設(shè)的拒絕策略處理新提交的任務(wù)。任務(wù)的拒絕策略03線程池的關(guān)閉機(jī)制調(diào)用shutdown()方法后，線程池不再接受新任務(wù)，但會完成所有已提交的任務(wù)。優(yōu)雅關(guān)閉調(diào)用shutdownNow()方法，線程池嘗試停止所有正在執(zhí)行的任務(wù)，并立即返回未處理的任務(wù)列表。立即關(guān)閉線程池關(guān)閉時(shí)，可以設(shè)置等待所有任務(wù)完成的超時(shí)時(shí)間，超過時(shí)間后即使任務(wù)未完成也會強(qiáng)制關(guān)閉。等待超時(shí)線程池的配置與使用04線程池參數(shù)配置核心線程數(shù)是線程池中始終存活的線程數(shù)量，決定了線程池的基本處理能力。核心線程數(shù)最大線程數(shù)定義了線程池能夠創(chuàng)建的最大線程數(shù)量，用于控制資源使用上限。最大線程數(shù)存活時(shí)間指定了非核心線程在無任務(wù)執(zhí)行時(shí)的存活時(shí)間，超過該時(shí)間線程會被回收。存活時(shí)間任務(wù)隊(duì)列用于存放待執(zhí)行的任務(wù)，其類型和大小對線程池的性能和穩(wěn)定性有重要影響。任務(wù)隊(duì)列線程池的使用示例01使用`Executors.newFixedThreadPool(intnThreads)`創(chuàng)建固定大小的線程池，適用于負(fù)載較重的服務(wù)器。創(chuàng)建固定大小的線程池02通過`Executors.newCachedThreadPool()`創(chuàng)建可緩存線程池，適用于執(zhí)行大量短期異步任務(wù)的場景。創(chuàng)建可緩存的線程池線程池的使用示例`ScheduledThreadPoolExecutor`用于周期性或延遲執(zhí)行任務(wù)，適用于定時(shí)任務(wù)或周期性任務(wù)的調(diào)度。使用ScheduledThreadPoolExecutor通過`ThreadPoolExecutor`直接創(chuàng)建線程池，自定義核心線程數(shù)、最大線程數(shù)、存活時(shí)間等參數(shù)。自定義線程池參數(shù)線程池的監(jiān)控與管理通過調(diào)用線程池的`getPoolSize()`,`getActiveCount()`,`getCompletedTaskCount()`等方法，實(shí)時(shí)監(jiān)控線程池的工作狀態(tài)。監(jiān)控線程池狀態(tài)1根據(jù)監(jiān)控到的線程池狀態(tài)，動(dòng)態(tài)調(diào)整核心線程數(shù)、最大線程數(shù)等參數(shù)，以適應(yīng)不同的運(yùn)行環(huán)境和需求。動(dòng)態(tài)調(diào)整線程池參數(shù)2線程池的監(jiān)控與管理通過設(shè)置`Thread.UncaughtExceptionHandler`來捕獲并處理線程池中線程的異常，確保線程池的穩(wěn)定運(yùn)行。處理線程池異常使用`shutdown()`或`shutdownNow()`方法來優(yōu)雅地關(guān)閉線程池，避免正在執(zhí)行的任務(wù)被突然中斷。優(yōu)雅關(guān)閉線程池線程池的常見問題05線程池資源泄露未正確關(guān)閉線程池在應(yīng)用關(guān)閉時(shí)未調(diào)用shutdown或shutdownNow方法，導(dǎo)致線程池資源無法釋放，造成內(nèi)存泄漏。0102任務(wù)異常處理不當(dāng)提交到線程池的任務(wù)拋出未被捕獲的異常，導(dǎo)致線程終止，而線程池未能及時(shí)回收這些線程資源。03長時(shí)間運(yùn)行的任務(wù)長時(shí)間運(yùn)行的任務(wù)占用線程資源，若不及時(shí)回收，可能導(dǎo)致線程池資源耗盡，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。線程池拒絕策略此策略會使得調(diào)用者線程直接運(yùn)行任務(wù)，適用于負(fù)載較輕的場景，避免任務(wù)丟失。CallerRunsPolicy當(dāng)線程池飽和時(shí)，AbortPolicy會拋出RejectedExecutionException異常，阻止新任務(wù)提交。AbortPolicy線程池拒絕策略當(dāng)任務(wù)被丟棄時(shí)，DiscardPolicy不會拋出異常，也不做任何處理，適用于不重要的任務(wù)。DiscardPolicy此策略會丟棄隊(duì)列中最老的任務(wù)，然后重新嘗試執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)，適用于任務(wù)間有依賴關(guān)系的場景。DiscardOldestPolicy線程池的性能調(diào)優(yōu)根據(jù)任務(wù)的性質(zhì)和服務(wù)器的性能合理配置核心線程數(shù)和最大線程數(shù)，以達(dá)到最優(yōu)的處理效率。合理配置線程數(shù)根據(jù)任務(wù)的處理速度和系統(tǒng)資源選擇無界隊(duì)列或有界隊(duì)列，避免內(nèi)存溢出或任務(wù)處理延遲。選擇合適的隊(duì)列類型當(dāng)線程池?zé)o法處理更多任務(wù)時(shí)，合理設(shè)置拒絕策略，如丟棄最老任務(wù)或調(diào)用者運(yùn)行，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定性。調(diào)整拒絕策略實(shí)時(shí)監(jiān)控線程池狀態(tài)，記錄關(guān)鍵性能指標(biāo)和異常日志，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決性能瓶頸。監(jiān)控和日志記錄線程池的高級特性06可擴(kuò)展的線程池線程池支持動(dòng)態(tài)調(diào)整核心線程數(shù)和最大線程數(shù)，以適應(yīng)應(yīng)用負(fù)載的變化。01動(dòng)態(tài)調(diào)整線程數(shù)當(dāng)任務(wù)過多時(shí)，線程池通過拒絕策略來處理新提交的任務(wù)，如丟棄、調(diào)用者運(yùn)行或隊(duì)列等待。02任務(wù)拒絕策略開發(fā)者可以自定義線程工廠來創(chuàng)建具有特定名稱、優(yōu)先級或守護(hù)線程屬性的線程。03自定義線程工廠線程池與并發(fā)工具Future模式允許線程池提交任務(wù)后立即返回一個(gè)Future對象，用于異步獲取任務(wù)執(zhí)行結(jié)果。線程池與Future模式當(dāng)線程池?zé)o法處理新任務(wù)時(shí)，RejectedExecutionHandler接口定義了拒絕策略，如丟棄任務(wù)或調(diào)用者運(yùn)行。線程池與RejectedExecutionHandlerCompletableFuture提供了對線程池任務(wù)的高級控制，支持異步編程和組合多個(gè)異步操作。線程池與CompletableFuture010203線程池在框架中的應(yīng)用01Spr