ThreadPoolExecutor

Зазвичай під час розробки багатопотокового застосунку ми стикаємося з організацією роботи потоків. Чим більший наш застосунок і чим більше потоків нам потрібно для організації виконання багатопотокових завдань, тим більше об'єктів Runnable ми створюємо.

Тут варто зазначити, що створення потоку в Java — доволі дорога операція. Якщо ми будемо створювати новий екземпляр потоку кожного разу для виконання операції, ми матимемо величезні проблеми з продуктивністю і в результаті — з працездатністю застосунку.

Тут нам на допомогу приходить Thread pool (пул потоків) та ThreadPoolExecutor.

Thread pool — це набір заздалегідь ініціалізованих потоків, розмір якого може бути як фіксованим, так і змінним.

Якщо завдань більше, ніж потоків, то вони очікують в черзі (Task Queue). З черги завдання попадає на виконання до N-ного потоку з пула, а після виконання завдання потік забирає нове завдання з черги. Після виконання всіх завдань із черги потоки залишаються активними і чекають на нові завдання. Коли завдання з'являються, потоки починають виконувати і їх.

ThreadPoolExecutor

Із 5-ої версії Java у вирішенні багатопоточності з'являється Executor framework. Загалом він має безліч компонентів і прийшов до нас, щоб вирішити проблему ефективного управління чергою та пулом потоків.

Головні інтерфейси — Executor и ExecutorService.

Executor — інтерфейс з єдиним методом void execute(Runnable runnable).

Коли передаєш до реалізації цього методу завдання, зауваж: воно виконається асинхронно в майбутньому.

ExecutorService — інтерфейс, що успадковується від інтерфейсу Executor та надає можливості для виконання завдань. У нього також є методи для переривання завдання, що виконується, та завершення роботи пула потоків.

ThreadPoolExecutor реалізує інтерфейси Executor та ExecutorService і розділяє створення завдання та його виконання. Нам необхідно реалізувати об'єкти Runnable і надіслати їх виконавцю, а ThreadPoolExecutor відповідає за їхнє виконання, створення екземплярів та роботу з потоками.

Після того, як завдання надсилається на виконання, використовувається вже створений потік з пулу. Тим самим вирішується питання витрати ресурсів на створення та ініціалізацію нового потоку, а після використання – на його очищення GC-ом ​​– та підвищується продуктивність.

ThreadPoolExecutor має 4 конструктори:

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

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

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

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

До конструктора передаються параметри ThreadPoolExecutor:

Створення ThreadPoolExecutor

Створення ThreadPoolExecutor може нам спростити утилітарний клас Executors. У цьому утилітарному класі є методи, які допоможуть нам підготувати об'єкт ThreadPoolExecutor.

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
                    

ExecutorService executor = Executors.newWorkStealingPool(4);
                    

ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
                    

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
                    

ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(10);
                    

Кожен із видів пулів ми розглянемо у наступних лекціях.