Spring中的线程池

前言:

Java SE 5.0引入了ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor。Spring 2.x借助ConcurrentTaskExecutor和ThreadPoolTaskExecutor能够通过IoC配置形式自定义它们暴露的各个属性。

多线程并发处理起来通常比较麻烦,如果你使用spring容器来管理业务bean,事情就好办了多了。spring封装了java的多线程的实现,你只需要关注于并发事物的流程以及一些并发负载量等特性,具体来说如何使用spring来处理并发事务:

1、了解 TaskExecutor接口

Spring的TaskExecutor接口等同于java.util.concurrent.Executor接口。 实际上,它存在的主要原因是为了在使用线程池的时候,将对Java 5的依赖抽象出来。 这个接口只有一个方法execute(Runnable task),它根据线程池的语义和配置,来接受一个执行任务。

最初创建TaskExecutor是为了在需要时给其他Spring组件提供一个线程池的抽象。 例如ApplicationEventMulticaster组件、JMS的 AbstractMessageListenerContainer和对Quartz的整合都使用了TaskExecutor抽象来提供线程池。 当然,如果你的bean需要线程池行为,你也可以使用这个抽象层。

2、TaskExecutor接口的实现类

SimpleAsyncTaskExecutor 类

这个实现不重用任何线程,或者说它每次调用都启动一个新线程。但是,它还是支持对并发总数设限,当超过线程并发总数限制时,阻塞新的调用,直到有位置被释放。如果你需要真正的池,请继续往下看。
 
SyncTaskExecutor类

这个实现不会异步执行。相反,每次调用都在发起调用的线程中执行。它的主要用处是在不需要多线程的时候,比如简单的test case。
 
ConcurrentTaskExecutor 类

这个实现是对Java 5 java.util.concurrent.Executor类的包装。有另一个备选, ThreadPoolTaskExecutor类,它暴露了Executor的配置参数作为bean属性。很少需要使用ConcurrentTaskExecutor, 但是如果ThreadPoolTaskExecutor不敷所需,ConcurrentTaskExecutor是另外一个备选。

<bean id=“concurrentTaskExecutor”
       class=“org.springframework.scheduling.concurrent.ConcurrentTaskExecutor”/>

SimpleThreadPoolTaskExecutor 类

这个实现实际上是Quartz的SimpleThreadPool类的子类,它会监听Spring的生命周期回调。当你有线程池,需要在Quartz和非Quartz组件中共用时,这是它的典型用处。
 
ThreadPoolTaskExecutor 类

它不支持任何对java.util.concurrent包的替换或者下行移植。Doug Lea和Dawid Kurzyniec对java.util.concurrent的实现都采用了不同的包结构,导致它们无法正确运行。 

这个实现只能在Java 5环境中使用,但是却是这个环境中最常用的。它暴露的bean properties可以用来配置一个java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor,把它包装到一个TaskExecutor中。如果你需要更加先进的类,比如ScheduledThreadPoolExecutor,我们建议你使用ConcurrentTaskExecutor来替代。

下面先学习下JDK中的ThreadPoolExecutor中的相关信息.ThreadPoolExecutor构造函数如下: 

publicThreadPoolExecutor(int corePoolSize,  
   int maximumPoolSize, long keepAliveTime,  
   TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue,  
   ThreadFactory threadFactory,  
   RejectedExecutionHandler handler){}

下面分别说下各项代表的具体意义: 

int corePoolSize
线程池维护线程的最小数量. 

int maximumPoolSize
线程池维护线程的最大数量. 

long keepAliveTime
空闲线程的存活时间. 

TimeUnit unit
时间单位,现有纳秒,微秒,毫秒,秒枚举值. 

BlockingQueue<Runnable>  workQueue
持有等待执行的任务队列. 

RejectedExecutionHandler handler
用来拒绝一个任务的执行,有两种情况会发生这种情况:

一是在execute方法中若addIfUnderMaximumPoolSize(command)为false,即线程池已经饱和; 

二是在execute方法中, 发现runState!=RUNNING || poolSize == 0,即已经shutdown,就调用ensureQueuedTaskHandled(Runnable command),在该方法中有可能调用reject。

Reject策略预定义有四种: 


ThreadPoolExecutor执行器的处理流程: 

(1)当线程池大小小于corePoolSize就新建线程,并处理请求. 
(2)当线程池大小等于corePoolSize,把请求放入workQueue中,池子里的空闲线程就去从workQueue中取任务并处理. 
(3)当workQueue放不下新入的任务时,新建线程加入线程池,并处理请求,如果池子大小撑到了maximumPoolSize就用RejectedExecutionHandler来做拒绝处理. 
(4)另外,当线程池的线程数大于corePoolSize的时候,多余的线程会等待keepAliveTime长的时间,如果无请求可处理就自行销毁. 

了解清楚了ThreadPoolExecutor的执行流程,开头提到的org.springframework.core.task.TaskRejectedException异常也就好理解和解决了.ThreadPoolTaskExecutor类中使用的 
就是ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()策略,直接抛出异常. 

spring中ThreadPoolTaskExecutor最常用方式就是做为BEAN注入到容器中,其暴露的各个属性其实是ThreadPoolExecutor的属性,而且这体现了DI容器的优势。如下代码: 

<bean id=“threadPoolTaskExecutor”
class=“org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor”>  
   <property name=“corePoolSize”value=“2”/>  
   <property name=“keepAliveSeconds”value=“200”/>  
   <property name=“maxPoolSize”value=“10”/>  
   <property name=“queueCapacity”value=“60”/>  
</bean>

TimerTaskExecutor类

这个实现使用一个TimerTask作为其背后的实现。它和SyncTaskExecutor的不同在于,方法调用是在一个独立的线程中进行的,虽然在那个线程中是同步的。
 
WorkManagerTaskExecutor类

这个实现使用了CommonJ WorkManager作为其底层实现,是在Spring context中配置CommonJ WorkManager应用的最重要的类。和SimpleThreadPoolTaskExecutor类似,这个类实现了WorkManager接口,因此可以直接作为WorkManager使用。

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