小白一文搞懂线程池-优快云博客

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为什么使用线程池？

想象一下，你是一家炸鸡店的老板，每次有顾客来点餐，你都要亲自招一个临时工来炸鸡，炸完后又把他解雇。这不仅累，还特别烧钱！如果用线程池，就相当于提前招了一批员工，订单来了直接上手干活，活干完了还能休息，不用反复招聘。

线程池的三大作用

降低资源消耗：提高线程利用率，降低创建和销毁线程的消耗(减少“面试”的成本)。
提高响应速度：任务(订单)来了，直接拿线程池的的线程(现成的员工)可执行，而不是先创建线程，再执行。
提高线程的可管理性：线程是稀缺资源，使用线程池可以统一分配销毁。

PS：也可以类比我们打网球的场景，线程池是装网球的框子，线程是一个个网球，每次训练打网球时会在筐子里准备一筐子网球，每次用一个拿一个，即用即拿，用完之后统一回收
小测试：
如果你的炸鸡店订单量突然暴增，所有员工都在忙碌，而新订单不断涌入，你该怎么办？
A. 再找几个兼职工（救急线程）
B. 让顾客排队等候（任务排队）
C. 告诉顾客：“今天鸡炸完了” （任务拒绝策略）
D. 直接跑路（放弃线程池，自己一个人炸鸡）

线程池有哪些状态？

线程池的状态就像人一天的心情变化，从早上精神满满，到晚上摊在床上。

Running（满血开工）：这是最正常的状态，可接收新任务，也可处理等待队列中的任务
ShutDown(停止接单但继续处理现有炸鸡订单): 不再接收新任务的提交，但会继续处理等待队列中的任务。
Stop(怒摔围裙，炸鸡机直接拔掉电源): 不接收新任务的提交，也不处理等待队列中的任务，中断正在执行任务的线程。
Tidying(收拾摊子): 所有任务都销毁了，workcount为0，线程池状态在转换为tidying状态时，会执行钩子方法terminated()
Terminated(关门大吉): terminated()方法执行结束后，线程池的状态就会变成这个。
灵魂提问：如果你是炸鸡店老板，你最害怕遇到哪个状态？

线程池有哪些参数？

让我们从老板管理炸鸡店的角度来看这些参数：

corePoolSize: 核心线程数，也就是正常情况下能创建的线程数，这些线程创建后并不会消除，而是一种常驻线程(核心员工数，有固定编制的员工)。
workQueue: 阻塞队列，用来放等待执行的任务。假设核心线程数被使用完，还有任务进来放队列里，若队列放满则开始创建救急线程(订单缓冲区，订单多了放这里)。
maximumPoolSize: 最大线程数目(炸鸡店能雇用的最大人数，包括正式工和临时工)。（注：最大线程数=核心线程数+救急线程数）
keepALiveTime：生存时间(针对救急线程)，超出生存时间的非核心线程数会被消除(临时工待命时间，超过这个时间，临时工自动走人)。
unit：生存时间的时间单位，针对救急线程
ThreadFactory: 线程工厂，用来生产线程执行任务。我们可以使用默认的线程工厂：产生的线程都在同一个组内，拥有相同的优先级，且都不是守护线程。我们也可以自定义线程工厂，可以根据业务制定不同的线程工厂(员工招募渠道，决定招来的员工素质，比如只招爱吃炸鸡的)。
Handler: 任务拒绝策略(拒单策略)
问题来了：如果你的炸鸡店（线程池）发现订单爆满，排队都快挤不下了，你会先增加员工（线程）还是扩大排队区（任务队列）？为什么？

任务拒绝策略有哪些？

当订单太多，店里忙不过来时，可以采取的应对策略：
当订单太多，店里忙不过来时，可以采取的应对策略：

AbortPolicy（默认策略）：直接告诉顾客“今天不炸了”，然后愉快地休息（抛异常）。
CallerRunsPolicy（顾客自己下厨）：让顾客自己炸鸡，减少压力。
DiscardPolicy（直接无视）：悄悄把订单扔掉，假装没看到。
DiscardOldestPolicy（踢走最早下单的顾客）：让最早的顾客走人，把新来的塞进去。

你经营炸鸡店时，会选哪种策略？

线程池的处理流程具体是怎样的？

在这里插入图片描述

线程池中刚开始没有线程，当一个任务提交给线程池后，线程池会创建一个新线程来执行任务。
当线程数达到 corePoolSize 并没有线程空闲时，这时再加入任务，新加的任务会被加入 workqueen队列排队，直到有空闲的线程。
如果队列选择了有界队列，那么任务超过了队列大小时，会创建 maximumPoolSize - corePoolSize 数目的线程来救急。
如果救急线程数也达到上限，这时再来任务会执行拒绝策略。

没人下单时，炸鸡店（线程池）是空的。
顾客来了（任务提交），马上安排一个员工（线程）开炸。
如果员工全满，订单暂存到队列里（任务队列）。
如果队列也满了，赶紧找外包人员（救急线程）。
实在忙不过来，执行拒单策略。
试想一下，如果你的炸鸡店（线程池）总是满负荷运转，你应该优化哪个环节？

阻塞队列的作用是什么？

一般队列只能保证作为一个有限长度的缓冲区，如果超出了缓冲长度，就无法保留当前任务了，阻塞队列通过阻塞可以保留住当前想要继续入队的任务。
阻塞队列可以保证任务队列中没有任务时阻塞获取任务的线程，使得线程进入wait状态，释放cpu资源。
阻塞队列自带阻塞和唤醒的功能，不需要额外处理，无任务执行时，线程池利用阻塞队列的take方法挂起，从而维持核心线程的存活，不至于一直占用cpu资源。

阻塞队列就像顾客排队取号，防止所有人一拥而上，炸鸡店乱成一团：
没有排队机制（普通队列）：所有顾客直接冲进厨房，导致混乱。
设定阻塞队列：顾客取号排队，店员一个一个处理订单，保证有序。

为什么新任务来了是先添加队列而不是先创建最大线程？
在创建线程的时候，是要获取全局锁的，这个时候其他的就得阻塞，影响了整体效率。
就好比工厂企业里有10个(core)正式工的名额，最多招10个正式工，要是人数超过正式工人数(take>core)的情况下，工厂领导(线程池)不是先扩招工人，还是这10个人，但是任务可以稍微积压一下，即先放到队列去(代价低)。10个正式工慢慢干，迟早会干完的，要是任务还在继续增加，超过正式工加班忍耐极限了，就找外包(救急线程)帮忙了。要是正式工加外包还是不能完成任务，那新来的任务也会被领导拒绝。

线程池的创建方式

newFiexedThreadPool(固定线程池)
适合炸鸡量稳定的店，正式员工固定，任务再多也不会扩招
核心线程数=最大线程数，没有救急线程被创建，因此也无需超时时间；阻塞队列是无界的，可以放任意数量的任务。
总结：适用于任务量已知，相对耗时的任务

@Slf4j
public class ThreadPoolTest {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService poolabc = Executors.newFixedThreadPool(3);

        poolabc.execute(()->log.info("1"));
        poolabc.execute(()->log.info("2"));
        poolabc.execute(()->log.info("3"));
    }
}

newCachedThreadPool(缓存线程池)
适合订单忽高忽低的店，平时没员工，订单多时疯狂扩招，60s没人下单就裁员。
核心线程数是0，最大线程数是Integer.MAX_VALUE，救急线程的空闲生存时间是60s，意味着全部都是救急线程(60s后可以回收)，救急线程可以无限创建
队列采用了SynchronousQUeue，实现特点是它没有容量，没有线程来取是放不进去的
总结：整个线程池表现为线程数根据任务量不断增长，没有上限，当任务执行完毕，空闲一分钟后释放线程。
适用于任务数比较密集，但每个任务执行时间比较短的情况。
newSingleThreadPool(单线程池)
只有一个员工的炸鸡店，排队机制极强
只有一个核心线程。任务多于1时，会放入无界队列排队，任务执行完毕，唯一的线程也不会释放。

若自己创建一个单线程执行任务和newSingleThreadPool线程池执行任务的区别？
如果自己创建的任务执行失败而终止，那么没有任何补救措施，而线程池还会创建一个线程，保证池的正常工作。
newScheduledThreadPool
schedule可以延迟执行任务

ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(2);
log.info("start..");
pool.schedule(()->{
    try{
        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        log.info("1");
    }catch (InterruptedException e){
        e.printStackTrace();
    }
}, 1, TimeUnit.SECONDS);
pool.schedule(()->{
    log.info("2");
}, 1, TimeUnit.SECONDS);