Java线程池原理和使用

什么是线程池？

线程池是Java线程的一种使用模式，通过池的思想对线程的创建和使用进行统一的管理。

为什么要用线程池？

Java线程是稀缺资源，频繁的创建和销毁会对CPU带来一定的开销，线程过多也会带来调度开销，不易维护和管理，进而影响缓存局部性和整体的性能。使用线程池可以对线程进行复用，避免了在处理短时间任务时创建与销毁线程的代价，还能防止过分调度，线程池维护着多个线程，等待着监督管理者分配可并发执行的任务。

线程池原理

线程池使用了池化技术，核心思想是把稀缺资源放到一个池子中进行统一管理，需要使用时从池中获取，使用结束后再放回到池中，供其他人使用。
了解了线程池的核心思想之后，我们一起来看看Java如何实现线程池。

1. 线程池的创建

Java创建线程池的方式主要有两种，一种是通过JDK1.5推出的Excutors类的静态方法进行创建，通过该类可以创建三种不同类型的线程池
（1）创建固定大小的线程池

（2）创建单个线程的线程池

（3）创建无限大小的线程池

使用Excutors静态方法创建线程池的优点是方便简单，而缺点也很明显，那就是不容易对线程池进行扩展。
另一种创建线程池的方式是直接使用ThreadPoolExecutor类创建

ThreadPoolExecutor构造器具备如下几个核心参数：

• corePoolSize：线程池的核心线程数量。
• maximumPooSize：线程池的最大线程数量。
• keepAliveTime 和 unit: 线程池空闲存活时间和时间单位。
• workQueue：存放任务的阻塞队列。
• handler：当任务队列和最大线程数都满了之后所执行的拒绝策略。

线程池的工作流程

通过调用线程池的execute(Runnable r) 传递一个任务到线程池中，线程池接收到任务后，首先判断当前线程池的核心线程数是否已经达到最大值，如果未达到则创建一个线程执行该任务，反之判断当前任务队列是否已满，如果任务队列未满的话将该任务加入到任务队列中，等待后期的任务调度。否则再去判断当前线程池的总线程数是否达到最大值，如果未达到，创建一个线程执行任务。而如果核心线程数、任务队列、总线程数都达到饱和后、此时线程池无法在接收新的任务，将会执行拒绝策略，拒绝该任务进入到线程池中。

线程池中定义了物种线程状态，这些状态和线程的执行密切相关。

- RUNNING 运行状态，可以接收用户提交的任务和执行任务队列里的人物
- SHUTDOWN 调用shutdown()方法后，不再接收新任务，但需要将队列里的任务全部执行完。
- STOP 调用了shutdownNow()方法后，不再接收新任务，同时抛弃任务队列里的所有任务。
- TIDYING 在调用shutdown() 或 shutdownNow()方法后会尝试更新为当前状态，处于当前状态下线程池中执行的任务为空。
- TERMINATED 终止状态，当执行terminated()后会更新=为该状态。
状态转换路程如下

线程池的使用

ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(10, 20, 30,
         TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>(), Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            pool.execute(new Runnable(){
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在运行");
                }
            });
            
        }