线程池的种类

在Java中，线程池主要通过java.util.concurrent.ExecutorService接口进行管理，该接口有几个内置的实现和相关的工具类，主要是在java.util.concurrent.Executors类中。以下是几种常见的线程池以及它们的用例、特点和源码分析。

1. FixedThreadPool

固定数量线程的线程池。当所有线程都活跃时，新任务会在队列中等待。

特点

• 核心线程数和最大线程数相同。
• 无界队列（LinkedBlockingQueue）。
• 因为队列无界，所以最大线程数的设置实际上没有作用。

示例

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);

2. CachedThreadPool

一个可根据需要创建新线程的线程池，但会在以前构建的线程可用时重用它们。线程空闲60秒后将被回收。

特点

• 核心线程数为0。
• 最大线程数为Integer.MAX_VALUE。
• 有界队列（SynchronousQueue）。
• 适合短暂异步任务。

示例

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

3. SingleThreadExecutor

单个后台线程的线程池。

特点

• 核心线程数为1且最大线程数也为1。
• 无界队列（LinkedBlockingQueue）。
• 所有任务都保证按照任务提交顺序执行。

示例

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

4. ScheduledThreadPool

一个可以延时启动或定期执行任务的线程池。

特点

• 核心线程数固定，最大线程数无界。
• 使用延迟队列（DelayedWorkQueue）管理延时任务。

示例

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(10);

5. WorkStealingPool (Java 8+)

使用多个队列减少竞争。每个线程都有自己的队列，但是可以窃取其他线程的任务。

特点

• 核心线程数和最大线程数通常设置为可用CPU核心数。
• 使用ForkJoinPool实现。

示例

ExecutorService workStealingPool = Executors.newWorkStealingPool();

现在让我们更深入地研究一下ThreadPoolExecutor的构造函数，这是上述线程池种类背后的核心实现。

ThreadPoolExecutor源码解析

以下是ThreadPoolExecutor类的部分源码及注释，说明了如何创建一个线程池，并描述了不同参数的含义。

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {
    /**
     * @param corePoolSize 核心线程数
     * @param maximumPoolSize 最大线程数
     * @param keepAliveTime 当线程数量超过核心线程数时，这是多余空闲线程在终止前等待新任务的最大时间。
     * @param unit keepAliveTime的时间单位
     * @param workQueue 用来储存等待执行任务的队列
     * @param threadFactory 创建新线程的工厂
     * @param handler 当线程池和队列满了，决定如何拒绝新任务的拒绝策略
     */
    public ThreadPoolExecutor(
        int corePoolSize,
        int maximumPoolSize,
        long keepAliveTime,
        TimeUnit unit,
        BlockingQueue<Runnable> workQueue,
        ThreadFactory threadFactory,
        RejectedExecutionHandler handler) {
        // ... 构造函数实现
    }
    // ... 其他方法和实现
}

示例：自定义ThreadPoolExecutor

以下是创建自定义线程池的示例，设置了核心线程数、最大线程数、存活时间、工作队列等参数。

int corePoolSize = 5;
int maxPoolSize = 10;
long keepAliveTime = 120;
TimeUnit timeUnit = TimeUnit.SECONDS;
BlockingQueue<Runnable> workQueue = new LinkedBlockingQueue<>(50);

ThreadFactory threadFactory = Executors.defaultThreadFactory();
RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler = new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy();

ThreadPoolExecutor customPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
    corePoolSize,
    maxPoolSize,
    keepAliveTime,
    timeUnit,
    workQueue,
    threadFactory,
    rejectedExecutionHandler
);

在这个自定义线程池中，我们指定了核心线程数和最大线程数，还有一个有界工作队列。如果线程池忙碌且队列满了，那么CallerRunsPolicy拒绝策略将会使提交任务的线程自己执行该任务。

总的来说，线程池的选择和配置都取决于具体应用的需求，要注意合理地利用系统资源，避免过多的线程导致的上下文切换开销，以及线程池和队列大小设置不当造成的资源耗尽风险。