线程池详解-优快云博客

线程池的概念

线程池，一种多线程的处理形式，处理过程中可以将任务添加到队列中，然后创建线程启动这些任务。这里的任务就是实现了Runnable或Callable接口或继承Thread类的对象实例（通俗讲就是需要执行的代码逻辑）。

线程池属于JUC（ java.util.concurrent ）包。

使用线程池好处：

重复利用已有的线程继续执行任务，避免线程在创建和销毁时造成的消耗。
由于没有创建和销毁时造成的消耗，因此可以提高系统响应速度。
可以对线程进行合理的管理，根据系统的承受能力调整可运行线程数量的大小等。

例子：线程池中已有10个已经就绪的线程，此时有100个任务等待执行。
那么系统就会先分配10个已就绪的线程去处理其中的10个任务，剩下90个任务暂时等待。待正在运行的线程空闲后，立马又去执行其他的任务。这样就避免了线程创建和销毁时造成的消耗。因为线程池中的线程重复利用了，自然不需要再创建线程了。

线程池的分类和作用：

1、newCachedThreadPool (可缓存）

作用：创建一个可根据需要创建新线程的线程池，但是在以前构造的线程可用时将重用它们，并在需要时使用提供的 ThreadFactory 创建新线程。

特征：
（1）线程池中数量没有固定，可达到最大值（Interger. MAX_VALUE）
（2）线程池中的线程可进行缓存重复利用和回收（回收默认时间为1分钟）
（3）当线程池中，没有可用线程，会重新创建一个线程

创建方式： Executors.newCachedThreadPool();

2、newFixedThreadPool （定长）

作用：创建一个可重用固定线程数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程。在任意点，在大多数 nThreads 线程会处于处理任务的活动状态。如果在所有线程处于活动状态时提交附加任务，则在有可用线程之前，附加任务将在队列中等待。如果在关闭前的执行期间由于失败而导致任何线程终止，那么一个新线程将代替它执行后续的任务（如果需要）。在某个线程被显式地关闭之前，池中的线程将一直存在。

特征：
（1）线程池中的线程处于一定的量，可以很好的控制线程的并发量
（2）线程可以重复被使用，在显示关闭之前，都将一直存在
（3）超出一定量的线程被提交时候需在队列中等待

创建方式：
（1）Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)；//nThreads为线程的数量
（2）Executors.newFixedThreadPool(int nThreads，ThreadFactory threadFactory)；//nThreads为线程的数量，threadFactory创建线程的工厂方式

3、newSingleThreadExecutor （单例）

作用：创建一个使用单个 worker 线程的 Executor，以无界队列方式来运行该线程。（注意，如果因为在关闭前的执行期间出现失败而终止了此单个线程，那么如果需要，一个新线程将代替它执行后续的任务）。可保证顺序地执行各个任务，并且在任意给定的时间不会有多个线程是活动的。与其他等效的 newFixedThreadPool(1) 不同，可保证无需重新配置此方法所返回的执行程序即可使用其他的线程。

特征：
（1）线程池中最多执行1个线程，之后提交的线程活动将会排在队列中以此执行

创建方式：
（1）Executors.newSingleThreadExecutor() ；
（2）Executors.newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory)；// threadFactory创建线程的工厂方式

4、newScheduleThreadPool （定时）

作用：创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。

特征：
（1）线程池中具有指定数量的线程，即便是空线程也将保留
（2）可定时或者延迟执行线程活动

创建方式：
（1）Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize)；// corePoolSize线程的个数
（2）newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory)；// corePoolSize线程的个数，threadFactory创建线程的工厂

5、newSingleThreadScheduledExecutor

作用：创建一个单线程执行程序，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。

特征：
（1）线程池中最多执行1个线程，之后提交的线程活动将会排在队列中以此执行
（2）可定时或者延迟执行线程活动

创建方式：
（1）Executors.newSingleThreadScheduledExecutor() ；
（2）Executors.newSingleThreadScheduledExecutor(ThreadFactory threadFactory) ；//threadFactory创建线程的工厂

并发队列

非阻塞队列：
当队列中数据数量已达到队列容器大小时，再执行入队操作将造成数据丢失。

当队列中没有数据时，执行出对操作，取出的数据为null。
阻塞队列
当队列中数据数量已达到队列容器大小时，再执行入队操作，数据将在容器外等待，等到队列有数据出对时，再插入数据。

当队列中没有数据时，执行出对操作，将等待，直到有数据入队。

线程池中使用的正是阻塞队列。

ThreadPoolExecutor

在这里插入图片描述
corePoolSize: 核心线程数，线程池的基本大小。
（1）核心线程会一直存在，即使没有任务执行；
（2）当线程数小于核心线程数的时候，即使有空闲线程，也会一直创建线程直到达到核心线程数；
（3）设置allowCoreThreadTimeout=true（默认false）时，核心线程会超时关闭。

maximumPoolSize：最大线程数，线程池中能够容纳的最大线程数量
如果队列中任务已满，并且当前线程个数小于maximumPoolSize，那么会创建新的线程来执行任务

keepAliveTime: 线程空闲时间
（1）当线程空闲时间达到keepAliveTime时，线程会退出（关闭），直到线程数等于核心线程数；
（2）如果设置了allowCoreThreadTimeout=true，则线程会退出直到线程数等于零。

unit: 线程空闲时间单位

BlockingQueue workQueue: 阻塞队列

其中还有
allowCoreThreadTimeout: 允许核心线程超时
rejectedExecutionHandler: 任务拒绝处理器
threadFactory: 用于设置创建线程的工厂，可以通过线程工厂给每个创建出来的线程做些更有意义的事情，比如设置daemon和优先级等等
（1）当线程数量达到最大线程数，且任务队列已满时，会拒绝任务；
（2）调用线程池shutdown()方法后，会等待执行完线程池的任务之后，再shutdown()。如果在调用了shutdown()方法和线程池真正shutdown()之间提交任务，会拒绝新任务。

线程池工作流程：

在这里插入图片描述

搞懂线程池工作流程

首先创建一个线程任务

class TestThread implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

main函数中创建线程池

//创建线程池
        ThreadPoolExecutor pool =
                new ThreadPoolExecutor(1,2,3, TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingDeque<>(3));

核心线程数为1，最大线程数为2，线程空闲时间为3，单位为秒，阻塞队列容量为3

1.执行第一个任务：

pool.execute(new TestThread());

结果为：
在这里插入图片描述
任务被线程1执行，此时的任务是由核心线程在处理。

2.执行第二、三、四个任务

//执行第一个任务
pool.execute(new TestThread());

//执行第二、三、四个任务
pool.execute(new TestThread());
pool.execute(new TestThread());
pool.execute(new TestThread());

结果：
在这里插入图片描述
核心线程执行一个任务，剩下的任务进入阻塞队列中等待处理，因此全部都由核心线程执行任务。

3.执行第五个任务

        //执行第一个任务
        pool.execute(new TestThread());

        //执行2,3,4,任务
        pool.execute(new TestThread());
        pool.execute(new TestThread());
        pool.execute(new TestThread());

        //执行第五个任务
        pool.execute(new TestThread());

结果：
在这里插入图片描述
或者

执行第五个任务时，阻塞队列已满，因此再创建一个线程去执行第五个任务。由于核心线程和创建的新线程谁先空闲不确定，因此剩余的任务将由核心线程和创建的新线程共同分摊处理。就会出现如上图的随机输出，多次执行程序效果更明显。

4.执行第六个任务

        //执行第一个任务
        pool.execute(new TestThread());

        //执行2,3,4,任务
        pool.execute(new TestThread());
        pool.execute(new TestThread());
        pool.execute(new TestThread());

        //执行第五个任务
        pool.execute(new TestThread());

        //执行第六个任务（报错）
        pool.execute(new TestThread());