Java java.util.concurrent 类 ThreadPoolExecutor（JDK5）

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java.util.concurrent
类 ThreadPoolExecutor

java.lang.Object
  java.util.concurrent.AbstractExecutorService
      java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor

所有已实现的接口：

Executor, ExecutorService

直接已知子类：

ScheduledThreadPoolExecutor

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public class ThreadPoolExecutor
   
   
   
   
   
extends AbstractExecutorService
   
   
   
   
   

一个 ExecutorService，它使用可能的几个池线程之一执行每个提交的任务，通常使用 Executors 工厂方法配置。

线程池可以解决两个不同问题：由于减少了每个任务调用的开销，它们通常可以在执行大量异步任务时提供增强的性能，并且还可以提供绑定和管理资源（包括执行集合任务时使用的线程）的方法。每个 ThreadPoolExecutor 还维护着一些基本的统计数据，如完成的任务数。

为了便于跨大量上下文使用，此类提供了很多可调整的参数和扩展挂钩。但是，强烈建议程序员使用较为方便的 Executors 工厂方法 Executors.newCachedThreadPool()（无界线程池，可以进行自动线程回收）、Executors.newFixedThreadPool(int)（固定大小线程池）和 Executors.newSingleThreadExecutor()（单个后台线程），它们均为大多数使用场景预定义了设置。否则，在手动配置和调整此类时，使用以下指导：

核心和最大池大小

ThreadPoolExecutor 将根据 corePoolSize（参见 getCorePoolSize()）和 maximumPoolSize（参见 getMaximumPoolSize()）设置的边界自动调整池大小。当新任务在方法 execute(java.lang.Runnable) 中提交时，如果运行的线程少于 corePoolSize，则创建新线程来处理请求，即使其他辅助线程是空闲的。如果运行的线程多于 corePoolSize 而少于 maximumPoolSize，则仅当队列满时才创建新线程。如果设置的 corePoolSize 和 maximumPoolSize 相同，则创建了固定大小的线程池。如果将 maximumPoolSize 设置为基本的无界值（如 Integer.MAX_VALUE），则允许池适应任意数量的并发任务。在大多数情况下，核心和最大池大小仅基于构造来设置，不过也可以使用 setCorePoolSize(int) 和 setMaximumPoolSize(int) 进行动态更改。

按需构造

默认情况下，即使核心线程最初只是在新任务需要时才创建和启动的，也可以使用方法 prestartCoreThread() 或 prestartAllCoreThreads() 对其进行动态重写。

创建新线程

使用 ThreadFactory 创建新线程。如果没有另外说明，则在同一个 ThreadGroup 中一律使用 Executors.defaultThreadFactory() 创建线程，并且这些线程具有相同的 NORM_PRIORITY 优先级和非守护进程状态。通过提供不同的 ThreadFactory，可以改变线程的名称、线程组、优先级、守护进程状态，等等。如果从 newThread 返回 null 时 ThreadFactory 未能创建线程，则执行程序将继续运行，但不能执行任何任务。

保持活动时间

如果池中当前有多于 corePoolSize 的线程，则这些多出的线程在空闲时间超过 keepAliveTime 时将会终止（参见 getKeepAliveTime(java.util.concurrent.TimeUnit)）。这提供了当池处于非活动状态时减少资源消耗的方法。如果池后来变得更为活动，则可以创建新的线程。也可以使用方法 setKeepAliveTime(long, java.util.concurrent.TimeUnit) 动态地更改此参数。使用 Long.MAX_VALUETimeUnit.NANOSECONDS 的值在关闭前有效地从以前的终止状态禁用空闲线程。

排队

所有 BlockingQueue 都可用于传输和保持提交的任务。可以使用此队列与池大小进行交互：

• 如果运行的线程少于 corePoolSize，则 Executor 始终首选添加新的线程，而不进行排队。
• 如果运行的线程等于或多于 corePoolSize，则 Executor 始终首选将请求加入队列，而不添加新的线程。
• 如果无法将请求加入队列，则创建新的线程，除非创建此线程超出 maximumPoolSize，在这种情况下，任务将被拒绝。

排队有三种通用策略：

1. 直接提交。工作队列的默认选项是 SynchronousQueue，它将任务直接提交给线程而不保持它们。在此，如果不存在可用于立即运行任务的线程，则试图把任务加入队列将失败，因此会构造一个新的线程。此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集合时出现锁定。直接提交通常要求无界 maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。
2. 无界队列。使用无界队列（例如，不具有预定义容量的 LinkedBlockingQueue）将导致在所有 corePoolSize 线程都忙的情况下将新任务加入队列。这样，创建的线程就不会超过 corePoolSize。（因此，maximumPoolSize 的值也就无效了。）当每个任务完全独立于其他任务，即任务执行互不影响时，适合于使用无界队列；例如，在 Web 页服务器中。这种排队可用于处理瞬态突发请求，当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。
3. 有界队列。当使用有限的 maximumPoolSizes 时，有界队列（如 ArrayBlockingQueue）有助于防止资源耗尽，但是可能较难调整和控制。队列大小和最大池大小可能需要相互折衷：使用大型队列和小型池可以最大限度地降低 CPU 使用率、操作系统资源和上下文切换开销，但是可能导致人工降低吞吐量。如果任务频繁阻塞（例如，如果它们是 I/O 边界），则系统可能为超过您许可的更多线程安排时间。使用小型队列通常要求较大的池大小，CPU 使用率较高，但是可能遇到不可接受的调度开销，这样也会降低吞吐量。

被拒绝的任务

当 Executor 已经关闭，并且 Executor 将有限边界用于最大线程和工作队列容量，且已经饱和时，在方法 execute(java.lang.Runnable) 中提交的新任务将被拒绝。在以上两种情况下，execute 方法都将调用其 RejectedExecutionHandler 的 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution(java.lang.Runnable, java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor) 方法。下面提供了四种预定义的处理程序策略：

1. 在默认的 ThreadPoolExecutor.AbortPolicy 中，处理程序遭到拒绝将抛出运行时 RejectedExecutionException。
2. 在 ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy 中，线程调用运行该任务的 execute 本身。此策略提供简单的反馈控制机制，能够减缓新任务的提交速度。
3. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy 中，不能执行的任务将被删除。
4. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy 中，如果执行程序尚未关闭，则位于工作队列头部的任务将被删除，然后重试执行程序（如果再次失败，则重复此过程）。

定义和使用其他种类的 RejectedExecutionHandler 类也是可能的，但这样做需要非常小心，尤其是当策略仅用于特定容量或排队策略时。

挂钩方法

此类提供 protected 可重写的 beforeExecute(java.lang.Thread, java.lang.Runnable) 和 afterExecute(java.lang.Runnable, java.lang.Throwable) 方法，这两种方法分别在执行每个任务之前和之后调用。它们可用于操纵执行环境；例如，重新初始化 ThreadLocal、搜集统计信息或添加日志条目。此外，还可以重写方法 terminated() 来执行 Executor 完全终止后需要完成的所有特殊处理。

如果挂钩或回调方法抛出异常，则内部辅助线程将依次失败并突然终止。

队列维护

方法 getQueue() 允许出于监控和调试目的而访问工作队列。强烈反对出于其他任何目的而使用此方法。remove(java.lang.Runnable) 和 purge() 这两种方法可用于在取消大量已排队任务时帮助进行存储回收。

扩展示例。此类的大多数扩展可以重写一个或多个受保护的挂钩方法。例如，下面是一个添加了简单的暂停/恢复功能的子类：

 class PausableThreadPoolExecutor extends ThreadPoolExecutor {
   private boolean isPaused;
   private ReentrantLock pauseLock = new ReentrantLock();
   private Condition unpaused = pauseLock.newCondition();

   public PausableThreadPoolExecutor(...) { super(...); }
 
   protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) {
     super.beforeExecute(t, r);
     pauseLock.lock();
     try {
       while (isPaused) unpaused.await();
     } catch(InterruptedException ie) {
       t.interrupt();
     } finally {
       pauseLock.unlock();
     }
   }
 
   public void pause() {
     pauseLock.lock();
     try {
       isPaused = true;
     } finally {
       pauseLock.unlock();
     }
   }
 
   public void resume() {
     pauseLock.lock();
     try {
       isPaused = false;
       unpaused.signalAll();
     } finally {
       pauseLock.unlock();
     }
   }
 }
 

从以下版本开始：

1.5

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嵌套类摘要
static class	ThreadPoolExecutor.AbortPolicy           用于被拒绝任务的处理程序，它将抛出 RejectedExecutionException.
static class	ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy           用于被拒绝任务的处理程序，它直接在 execute 方法的调用线程中运行被拒绝的任务；如果执行程序已关闭，则会丢弃该任务。
static class	ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy           用于被拒绝任务的处理程序，它放弃最旧的未处理请求，然后重试 execute；如果执行程序已关闭，则会丢弃该任务。
static class	ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy           用于被拒绝任务的处理程序，默认情况下它将放弃被拒绝的任务。

 

构造方法摘要
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue)           用给定的初始参数和默认的线程工厂及处理程序创建新的 ThreadPoolExecutor。
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, RejectedExecutionHandler handler)           用给定的初始参数创建新的 ThreadPoolExecutor。
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory)           用给定的初始参数创建新的 ThreadPoolExecutor。
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler)           用给定的初始参数创建新的 ThreadPoolExecutor。

 

方法摘要
protected  void	afterExecute(Runnable r, Throwable t)           基于完成执行给定 Runnable 所调用的方法。
boolean	awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)           请求关闭、发生超时或者当前线程中断，无论哪一个首先发生之后，都将导致阻塞，直到所有任务完成执行。
protected  void	beforeExecute(Thread t, Runnable r)           在执行给定线程中的给定 Runnable 之前调用的方法。
void	execute(Runnable command)           在将来某个时间执行给定任务。
protected  void	finalize()           当不再引用此执行程序时，调用 shutdown。
int	getActiveCount()           返回主动执行任务的近似线程数。
long	getCompletedTaskCount()           返回已完成执行的近似任务总数。
int	getCorePoolSize()           返回核心线程数。
long	getKeepAliveTime(TimeUnit unit)           返回线程保持活动的时间，该时间就是超过核心池大小的线程可以在终止前保持空闲的时间值。
int	getLargestPoolSize()           返回曾经同时位于池中的最大线程数。
int	getMaximumPoolSize()           返回允许的最大线程数。
int	getPoolSize()           返回池中的当前线程数。
BlockingQueue<Runnable>	getQueue()           返回此执行程序使用的任务队列。
RejectedExecutionHandler	getRejectedExecutionHandler()           返回用于未执行任务的当前处理程序。
long	getTaskCount()           返回计划执行的近似任务总数。
ThreadFactory	getThreadFactory()           返回用于创建新线程的线程工厂。
boolean	isShutdown()           如果此执行程序已关闭，则返回 true。
boolean	isTerminated()           如果关闭后所有任务都已完成，则返回 true。
boolean	isTerminating()           如果此执行程序处于在 shutdown 或 shutdownNow 之后正在终止但尚未完全终止的过程中，则返回 true。
int	prestartAllCoreThreads()           启动所有核心线程，使其处于等待工作的空闲状态。
boolean	prestartCoreThread()           启动核心线程，使其处于等待工作的空闲状态。
void	purge()           试图从工作队列移除所有已取消的 Future 任务。
boolean	remove(Runnable task)           从执行程序的内部队列中移除此任务（如果出现），这样如果尚未开始，则其不再运行。
void	setCorePoolSize(int corePoolSize)           设置核心线程数。
void	setKeepAliveTime(long time, TimeUnit unit)           设置线程在终止前可以保持空闲的时间限制。
void	setMaximumPoolSize(int maximumPoolSize)           设置允许的最大线程数。
void	setRejectedExecutionHandler(RejectedExecutionHandler handler)           设置用于未执行任务的新处理程序。
void	setThreadFactory(ThreadFactory threadFactory)           设置用于创建新线程的线程工厂。
void	shutdown()           按过去执行已提交任务的顺序发起一个有序的关闭，但是不接受新任务。
List<Runnable>	shutdownNow()           尝试停止所有的活动执行任务、暂停等待任务的处理，并返回等待执行的任务列表。
protected  void	terminated()           当 Executor 已经终止时调用的方法。

 

从类 java.util.concurrent.AbstractExecutorService 继承的方法
invokeAll, invokeAll, invokeAny, invokeAny, submit, submit, submit

 

从类 java.lang.Object 继承的方法
clone, equals, getClass, hashCode, notify, notifyAll, toString, wait, wait, wait

 

构造方法详细信息

ThreadPoolExecutor

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

用给定的初始参数和默认的线程工厂及处理程序创建新的 ThreadPoolExecutor。使用 Executors 工厂方法之一比使用此通用构造方法方便得多。

参数：

corePoolSize - 池中所保存的线程数，包括空闲线程。

maximumPoolSize - 池中允许的最大线程数。

keepAliveTime - 当线程数大于核心时，此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。

unit - keepAliveTime 参数的时间单位。

workQueue - 执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由 execute 方法提交的 Runnable 任务。

抛出：

IllegalArgumentException - 如果 corePoolSize 或 keepAliveTime 小于零，或者 maximumPoolSize 小于或等于零，或者 corePoolSize 大于 maximumPoolSize。

NullPointerException - 如果 workQueue 为 null

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ThreadPoolExecutor

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

用给定的初始参数创建新的 ThreadPoolExecutor。

参数：

corePoolSize - 池中所保存的线程数，包括空闲线程。

maximumPoolSize - 池中允许的最大线程数。

keepAliveTime - 当线程数大于核心时，此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。

unit - keepAliveTime 参数的时间单位。

workQueue - 执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由 execute 方法提交的 Runnable 任务。

threadFactory - 执行程序创建新线程时使用的工厂。

抛出：

IllegalArgumentException - 如果 corePoolSize 或 keepAliveTime 小于零，或者 maximumPoolSize 小于或等于零，或者 corePoolSize 大于 maximumPoolSize。

NullPointerException - 如果 workQueue 或 threadFactory 为 null。

---

ThreadPoolExecutor

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

用给定的初始参数创建新的 ThreadPoolExecutor。

参数：

corePoolSize - 池中所保存的线程数，包括空闲线程。

maximumPoolSize - 池中允许的最大线程数。

keepAliveTime - 当线程数大于核心时，此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。

unit - keepAliveTime 参数的时间单位。

workQueue - 执行前用于保持任务的队列。此队列仅由保持 execute 方法提交的 Runnable 任务。

handler - 由于超出线程范围和队列容量而使执行被阻塞时所使用的处理程序。

抛出：

IllegalArgumentException - 如果 corePoolSize 或 keepAliveTime 小于零，或者 maximumPoolSize 小于或等于零，或者 corePoolSize 大于 maximumPoolSize。

NullPointerException - 如果 workQueue 或 handler 为 null。

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ThreadPoolExecutor

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

用给定的初始参数创建新的 ThreadPoolExecutor。

参数：

corePoolSize - 池中所保存的线程数，包括空闲线程。

maximumPoolSize - 池中允许的最大线程数。

keepAliveTime - 当线程数大于核心时，此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。

unit - keepAliveTime 参数的时间单位。

workQueue - 执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由 execute 方法提交的 Runnable 任务。

threadFactory - 执行程序创建新线程时使用的工厂。

handler - 由于超出线程范围和队列容量而使执行被阻塞时所使用的处理程序。

抛出：

IllegalArgumentException - 如果 corePoolSize 或 keepAliveTime 小于零，或者 maximumPoolSize 小于或等于零，或者 corePoolSize 大于 maximumPoolSize。

NullPointerException - 如果 workQueue、threadFactory 或 handler 为 null。

方法详细信息

execute

public void execute(Runnable command)

在将来某个时间执行给定任务。可以在新线程中或者在现有池线程中执行该任务。 如果无法将任务提交执行，或者因为此执行程序已关闭，或者因为已达到其容量，则该任务由当前 RejectedExecutionHandler 处理。

参数：

command - 要执行的任务。

抛出：

RejectedExecutionException - 如果无法接收要执行的任务，则由 RejectedExecutionHandler 决定是否抛出 RejectedExecutionException

NullPointerException - 如果命令为 null

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shutdown

public void shutdown()

按过去执行已提交任务的顺序发起一个有序的关闭，但是不接受新任务。如果已经关闭，则调用没有其他作用。

抛出：

SecurityException - 如果安全管理器存在并且关闭此 ExecutorService 可能操作某些不允许调用方修改的线程（因为它没有 RuntimePermission("modifyThread")），或者安全管理器的 checkAccess 方法拒绝访问。

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shutdownNow

public List<Runnable> shutdownNow()

尝试停止所有的活动执行任务、暂停等待任务的处理，并返回等待执行的任务列表。

此实现通过 Thread.interrupt() 取消任务，所以如果任何任务屏蔽或无法响应中断，则可能永远无法终止该任务。

返回：

从未开始执行的任务的列表。

抛出：

SecurityException - 如果安全管理器存在并且关闭此 ExecutorService 可能操作某些不允许调用方修改的线程（因为它没有 RuntimePermission("modifyThread")），或者安全管理器的 checkAccess 方法拒绝访问。

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isShutdown

public boolean isShutdown()

从接口 ExecutorService 复制的描述

如果此执行程序已关闭，则返回 true。

返回：

如果此执行程序已关闭，则返回 true