线程池技术以及原理

一、使用线程池的好处
1.降低资源消耗
可以重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
2.提高响应速度
当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。
3.提高线程的可管理型
线程是稀缺资源，如果无限制地创建，不仅会消耗系统资源，还会降低稳定性，使用线程池，统一分配，调优和监控。
二、线程池的工作原理
当任务提交以后，线程池是如何处理的？
1.线程池判断核心线程池里的线程是否都在执行任务。如果不是，则创建一个新的工作线程来执行任务。如果核心线程池里的线程都在执行任务，则执行第二步。
2.线程池判断工作队列是否已经满了，如果工作队列没有满，则将新提交的任务存储在工作队列里进行等待。如果工作队列满了，则执行第三步。
3.线程池判断线程池的线程是否都处于工作状态。如果没有，则创建一个工作线程来执行任务，如果已经满了，则交给饱和策略来处理这个任务。

三、解读线程池源码
java.uitl.concurrent.ThreadPoolExecutor 类是线程池中最核心的一个类，因此如果要透彻地了解 Java 中的线程池，必须先了解这个类。
ThreadPoolExecutor 的构造函数

构造器中各个参数的意义：

• corePoolSize：核心池的大小；

• maximumPoolSize：线程池最大线程数，这个参数也是一个非常重要的参数，它表示在
线程池中最多能创建多少个线程；

• keepAliveTime：表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。默认情况下，只有
当线程池中的线程数大于 corePoolSize 时，keepAliveTime 才会起作用，直到线程池中
的线程数不大于 corePoolSize，即当线程池中的线程数大于 corePoolSize 时，如果一个
线程空闲的时间达到 keepAliveTime，则会终止，直到线程池中的线程数不超过
corePoolSize。但是如果调用了 allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法，在线程池中的线程数不大于 corePoolSize 时，keepAliveTime 参数也会起作用，直到线程池中的线程数为 0
• unit：参数 keepAliveTime 的时间单位，有 7 种取值，在 TimeUnit 类中有 7 种静态属
性：（天、小时、分钟、秒、毫秒、微秒、纳秒）

• workQueue：一个阻塞队列，用来存储等待执行的任务，这个参数的选择也很重要，会对
线程池的运行过程产生重大影响，一般来说，这里的阻塞队列有以下几种选择：

ArrayBlockingQueue;基于数组的先进先出队列，此队列创建时必须指定大小；

LinkedBlockingQueue;基于链表的先进先出队列，如果创建时没有指定此队列大小，则默认为 Integer.MAX_VALUE；

SynchronousQueue;这个队列比较特殊，它不会保存提交的任务，而是将直接新建一个线程来执行新来的任务。

ArrayBlockingQueue 和 PriorityBlockingQueue 使用较少，
一般使用LinkedBlockingQueue 和 Synchronous。线程池的排队策略与 BlockingQueue 有关。

• threadFactory：线程工厂，主要用来创建线程；

• handler：表示当拒绝处理任务时的策略，（如果当前线程池中的线程数目达到maximumPoolSize，则会采取任务拒绝策略进行处理）有以下四种取值：
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出 RejectedExecutionException 异常。
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行
任务（重复此过程）
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务

由源码知道ThreadPoolExecutor 继承了AbstractExecutorService；

AbstractExecutorService 是一个抽象类，它实现了 ExecutorService 接口；

ExecutorService 又是继承了 Executor 接口；

Executor 是一个顶层接口，在它里面只声明了一个方法 execute(Runnable)，返回值为void，参数为 Runnable 类型，从字面意思可以理解，就是用来执行传进去的任务的；然后 ExecutorService 接口继承了 Executor 接口，并声明了一些方法：submit、invokeAll、 invokeAny 以及 shutDown 等；

在 ThreadPoolExecutor 类中有几个非常重要的方法：
execute()方法实际上是 Executor 中声明的方法，在 ThreadPoolExecutor 进行了具体的
实现，这个方法是 ThreadPoolExecutor 的核心方法，通过这个方法可以向线程池提交一
个任务，交由线程池去执行。
submit()方法是在 ExecutorService 中声明的方法，在 AbstractExecutorService 就已经
有了具体的实现，在 ThreadPoolExecutor 中并没有对其进行重写，这个方法也是用来向
线程池提交任务的，但是它和 execute()方法不同，它能够返回任务执行的结果，去看
submit()方法的实现，会发现它实际上还是调用的 execute()方法，只不过它利用了
Future 来获取任务执行结果.

线程池的关闭方法:
• shutdown()：不会立即终止线程池，而是要等所有任务缓存队列中的任务都执行完后才终
止，但再也不会接受新的任务
• shutdownNow()：立即终止线程池，并尝试打断正在执行的任务，并且清空任务缓存队列，返回尚未执行的任务

四、线程池的种类以及应用场景
4.1newCachedThreadPool
底层：返回一个ThreadPoolExecutor实例，corePoolSize为0，maximumPoolSize为Integer.MAX_VALUE；keepAliveTime为60L,unit为timeUnit.SECONDS;workQueue为synchronousQueue（同步队列）
通俗：当有新任务到来时，则插入到同步队列中,就会在池中找可用线程来执行，若有可用线程来执行，若没有可用线程，则创建一个线程来执行任务，若池中线程空闲时间超过指定的时间，则线程就会被销毁。
使用：执行很多短期异步的小程序或者负载较轻的服务器。
4.2newFixedThreadPool
底层：接受的参数为指定线程数量的nThread,corePoolSize为nThread,maximumPoolSize为nThread,keepAliveTime为0L,unit为TimeUnit.MILLISECONDS；workQueue为new LinkedBlockingQueue()无界阻塞队列；
通俗：创建可容纳固定数量线程的池子，线程的存活时间是无限的，当池子满了就不再添加线程了。如果池中所有线程都在执行任务，对于新任务会进入阻塞队列。
适用：执行长期的任务，性能好很多。
4.3newSingleThreadExecutor

底层：corePoolSize为1，maximumPoolSize为1；keepAliveTime为0L，workQueue为：new LinkedBlockingQueue()
通俗：创建只有一个线程的线程池，且线程的存活时间是无限的；当该线程正执行任务时，对于新任务进入阻塞队列当中。
适用：一个任务一个任务之执行的场景。
4.4newScheduledThreadPool
底层：不同的是workQueue为new DelayedWorkQueue()一个按超时时间升序排列的队列。
适用：周期性执行任务的场景。