《Java并发编程之美-多线程之线程池》

《八：Java 并发包中线程池ThreadPoolExecutor原理》

线程池主要解决两个问题：

1.	一是当执行大量异步任务时线程池能够提供较好的性能。在不使用线程池时，每当需要执行异步任务时直接new 一个线程来运行，而线程的创建和销毁是需要开销的。线程池里面的线程是可复用的，不需要每次执行异步任务时都重新创建和销毁线程。
2.	二是线程池体提供了一种资源限制和管理的手段，比如可以限制线程的个数，动态新增线程等。每个ThreadPoolExecutor 也保留了一些基本的统计数据，比如当前线程池完成的任务数目等。
总结：	线程池也提供了许多可调用参数和可扩展性接口，以满足不同情景的需要，程序员可以更方便的Executors的工厂方法，比如newCachedThreadPool(线程池线程个数最多可达Integer.Max_value,线程自动回收)，newFixedThreadPool(固定大小的线程池)，newSingleThreadExecutor(单个线程)等来创建线程池。

线程池状态如下：

running:	接受新任务并且处理阻塞队列里的任务
shutdown:	拒绝新任务但是处理阻塞队列里的任务
stop:	拒绝新任务并且抛弃阻塞队列里的任务，同时会中断正在处理的任务。
tidying:	所有任务都执行完毕后当前线程池活动线程数为0，将要调用terminated方法。
terminated:	终止状态，terminated 方法调用完毕以后的状态。

线程池状态转换过程:

running->shutdown:	显式调用shutdown方法，或者隐式调用了finalize()方法里面的shutdown()方法
running|shutdown ->stop :	显式调用shutdownNow()方法。
shutdown->tidying:	当线程池和任务队列都为空时。
stop->tidying:	当线程池为空时。
tidying->terminated:	当terminated()hook方法执行完成时。

线程池中的参数

corePoolSize:	线程池核心线程个数
workQueue:	用于保存等待执行的任务的阻塞队列，比如基于数组的有界ArrayBlockingQueue，基于链表的无界LinkedBlockingQueue，最多只有一个元素的同步队列SynchronousQueue以及优先队列PriorityBlockingQueue等。
maximunPoolSize:	线程池最大线程数量
ThreadFactory:	创建线程的工厂。
RejectedExecutionHandler:	饱和策略。当队列满并且线程个数达到线程池最大线程数量后采取的策略，比如AbortPolicy(抛出异常)，CallerRunsPolicy(使用调用者所在线程来运行任务)，DiscardOldestPolicy(调用poll丢弃一个任务，执行当前任务)，以及DiscardPolicy(默默丢弃，不抛出异常)。
keeyAliveTime:	存活时间。如果当前线程池中的线程数量比核心线程数量多，并且是闲置状态，则这些闲置的线程能存活的最大时间。
TimeUnit:	存活时间的时间单位。

Java通过Executors提供四种线程池，分别为：

newCachedThreadPool	创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
newFixedThreadPool	创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
newScheduledThreadPool	创建一个定时性线程池，支持定时及周期性任务执行。
newSingleThreadExecutor	创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

Executors 是个工具类，里面提供了好多静态方法，这些方法根据用户选择返回不同的线程池实例。ScheduledThreadPoolExecutor继承了ThreadPoolExecutor并实现了ScheduledExecutorService接口，线程池队列是DelayedWorkQueue，是一个延迟队列。ScheduledFutureTask是具有返回值的任务，继承自FutureTask。FutureTask的内部有一个变量state用来表示任务的状态，一开始状态为NEW。

线程池中的方法

execute方法：	execute方法的作用是提交任务command到线程池进行执行。
worker	用户线程提交任务到线程池后，由worker来执行。
shutdown方法：	调用shutdown方法后，线程池就不会再接受新的任务了，但是工作队列里面的任务还是要执行的。该方法会立刻返回，并不等待队列任务完成再返回。
shutdownNow方法：	调用shutdownNow方法后，线程池就不会再接受新的任务了，并且会丢弃工作队列里面的任务，正在执行的任务会被中断，该方法会立刻返回，并不等待激活的任务执行完成。返回值为这时候队列里面被丢弃的任务列表。
awitTermination方法：	当线程调用awitTermination方法后，当前线程会被阻塞，直到线程池状态变成terminated才返回，或者等待时间超时才返回。
总结：	线程池巧妙的使用一个Integer类型的原子变量来记录线程池的状态和线程个数。通过线程池状态来控制任务的执行，每个worker线程可以处理多个任务。线程池通过线程的复用减少了线程创建和销毁的开销。