第十八讲线程池（极其重要的内容）_线程池中线程使用完放在哪-优快云博客

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第十八讲线程池（极其重要的内容）

1 线程池的概念

池：什么是池？池子，装水的。
为什么要有池子：蓄水，方便用水。想用就用，不用就放在那里备用。

线程池：池子里放的是线程，一条条已经开好的线程。
	具体的线程是Thread类型的对象。
	线程池就是将一个个new好的Thread类型的对象放在某个地方备用。
	对象放在哪里？堆内存中。
线程池就是：在堆中放一些已经new好的Thread类型的对象。供别人调用。
	这些对象，用完就还回去。相当于一个工具箱，用完之后把工具还回箱子中。

以前我们用线程的时候，哪里用哪里new，这样不是很好，不便于管理。
线程池就是提前准备好了线程，你用的时候只要去池子里面取就行了。
也就是说：
	我要用老虎钳子，以前的方式，要用的时候，我就买一把，用完丢掉。
	有了池的概念之后，就是我建了一个工具箱，箱子里面放了一把钳子
	每次用的时候我去箱子里面拿，用完还回到箱子中去。这样就不浪费了
	这种方式看上去是不是更加美好了。

优点：一次创建多次复用；便于管理；控制最大的并发数。
1. 降低资源消耗
2. 响应速度更快
3. 线程可管理了，可以统一监管。

2 java中线程池是怎么实现的

juc包中 Executor接口：执行器
Executor：
	An object that executes submitted Runnable tasks
	线程池是干什么的？存放线程的。线程是干什么的？处理并发任务的
	有多个Runnable任务，去线程池中拿线程来处理。
有了线程池我们不再需要new Thread(new RunnableImpl()).start();

看看Executor的架构：

在这里插入图片描述

找到了线程池，ThreadPoolExecutor 这是一个类。
怎样构造线程池呢？

public class PoolTest {

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService poolExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        //线程池被创建，且初始化了唯一一根线程
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int tem = i + 1;
            poolExecutor.execute(()->{
                //execute()方法到池子中拿一根线程执行lambda表达式中的任务
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                   + "\t 正在执行！" + tem);
            });
        }
    }
}

以上代码会有什么问题：线程一直执行，不结束。
原因：我们从池子中拿到这唯一的一根线程，让他执行任务，任务执行完毕
    但是没有还回去，就会认为这跟线程还有任务要执行，所以程序不会结束
线程池中的线程用完以后要关闭。
public class PoolTest {

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService poolExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        //线程池被创建，且初始化了唯一一根线程
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int tem = i + 1;
            poolExecutor.execute(()->{
                //execute()方法到池子中拿一根线程执行lambda表达式中的任务
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                   + "\t 正在执行！" + tem);
            });
        }
        poolExecutor.shutdown();
    }
}
上述代码还有什么问题吗？
public class PoolTest {

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService poolExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        //线程池被创建，且初始化了唯一一根线程
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int tem = i + 1;
            poolExecutor.execute(()->{
                //execute()方法到池子中拿一根线程执行lambda表达式中的任务
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                                   + "\t 正在执行！" + tem);
            });
            Object object = null;
            object.hashCode();
        }
        poolExecutor.shutdown();
    }
}   
// 执行结果：
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
	at com.tj.ThreadPool.PoolTest.main(PoolTest.java:24)
pool-1-thread-1	 正在执行！1
程序仍然不会结束。
    因为出现异常以后，后续的代码不会被执行，但是线程没有被释放
    所以程序不会结束。
    老师，出现空指针以后，main方法结束了。为什么这里不结束？
    因为这里开启了另外一个线程，也就是有了另外一个栈空间
    main方法确实结束了，主线程结束，栈销毁，但是线程池中的线程
    正在执行，它所在的栈空间没有收到销毁的指令shutdown()
    还回线程的本质是让它所在的栈空间销毁。

怎么解决上述问题：
    以前，我们使用到锁的时候，trylock，因为，锁用完以后要释放
    以前，我们使用IO，打开流以后，要关闭。
    我们所知道的所有的关于关闭的方法都应该在finally中被调用
    因为，不管发生什么，我都要确保它被关闭。这样才能不占资源
    才能让程序正确执行。
 public class PoolTest {

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService poolExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        try {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                final int tem = i + 1;
                poolExecutor.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                                       + "\t 正在执行！" + tem);
                });
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            poolExecutor.shutdown();
        }
    }
}


public class PoolTest {

    public static void main(String[] args) {
//        ExecutorService poolExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        //线程池被创建，且初始化了唯一一根线程

//        ExecutorService poolExecutor = Executors.newFixedThreadPool(3);
        // 固定线程数
        ExecutorService poolExecutor = Executors.newCachedThreadPool();
        //数量不固定，可伸缩
        try {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                final int tem = i + 1;
                poolExecutor.execute(()->{
                    //execute()方法到池子中拿一根线程执行lambda表达式中的任务
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                       + "\t 正在执行！" + tem);
                });
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            poolExecutor.shutdown();
        }
    }
}


以上：如果别人问你，实际开发中使用哪种方式创建线程池，你如何回答？都不用！
    怎样创建线程池呢？自己定义。自己创建。

阿里java开发手册：第15页
4. 【强制】线程池不允许使用 Executors 去创建，而是通过 ThreadPoolExecutor 的方式，这
样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。
说明：Executors 返回的线程池对象的弊端如下：
1） FixedThreadPool 和 SingleThreadPool：
允许的请求队列长度为 Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而导致 OOM。
2） CachedThreadPool：
允许的创建线程数量为 Integer.MAX_VALUE，可能会创建大量的线程，从而导致 OOM。

3 线程池的底层原理

线程池的核心：ThreadPoolExecutor类
1. public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue)
关于ThreadPoolExecutor类的构造方法参数：7个参数
 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
             Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
    }

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler)
    
对于7个参数的解析：
    int corePoolSize：核心池的大小，池子的大小怎么衡量？线程数
    int maximumPoolSize：池子最大的大小：最多能容纳多少条线程
    long keepAliveTime：保持活跃时间，谁活跃？线程
    TimeUnit unit：时间单位
    BlockingQueue<Runnable> workQueue：阻塞队列，这个队列放什么玩意？
    ThreadFactory threadFactory：线程工厂，干什么的？生产线程
    RejectedExecutionHandler handler：拒绝策略
以上七个参数，告诉了我们整个故事的真相：
前两个参数：
    int corePoolSize：主要干活的线程有多少条？也就是一直在线的线程数。
    int maximumPoolSize：池子最多能容纳的线程数
通过这两个参数我们可以想到这样一个故事：
    线程池它创建出来之后，并不是把所有的线程都激活，
    一出来就干活的线程有corePoolSize个；
    如果有更多的任务进来，corePoolSize个线程忙不过来的时候，
    就会激活(maximumPoolSize-corePoolSize)个线程，让他们来帮忙干活。
第三四个参数：
    long keepAliveTime：线程活跃。谁？core以外的线程。
    	一旦被激活，完事之后，会有一个活跃时间。然后就会还回去。
    TimeUnit unit：时间单位
第五个参数：
    BlockingQueue<Runnable> workQueue：阻塞队列
    为什么要有阻塞队列？阻塞什么东西？阻塞队列中放的是什么？
    线程池放的什么？线程
    放线程干什么？处理并发任务。
    BlockingQueue<Runnable>:这个是一个容器，放什么？并发任务。
        他有容量吗？有
第六个参数：
    ThreadFactory threadFactory：线程工厂，这个工厂生产线程。
        这个工厂一次性生产maximumPoolSize个线程。
        工厂中有个容器放线程。具体使用哪条创建好的线程，直接去工厂拿就行了。
        工厂就是那个池子。
        但是线程池(ThreadPoolExecutor)不是仅仅只是池子，
        还有线程和并发任务以及处理机制。
        
第七个参数：
     RejectedExecutionHandler handler：拒绝执行处理器。
        什么意思？如果，容量爆了，还要接任务吗？
        阻塞队列是不是一边添加任务，一边有线程来拿任务处理。
        当这个队列满了，而且线程都忙不过来的时候，这时候不能再接了。
        那么就会有处理机制来拒绝这些任务。

举个例子：
	学校的校车车站，你们常常看到有几辆车在那里等着？2辆车(core)
	实际学校的校车最多有5辆。(max)
	这些校车都有校车工厂生产。factory
	日常坐车人数不多，2辆车就够了。
	当新生入学第一天，要去车站接人，
	来的人太多了，2辆车不够用了。
	但是，我不知道接下来来多少人，
	我要把我最大的承载能力拿出来，所以5辆车都会开出
	这时候，剩下的3辆车都要出动。
	当开学第二天，人数不多了，2辆车够了，
	那么增加的3辆车等了一个上午，发现还是没事干。
	这三辆车从车站驶离，回去休息。
	
	如果，五辆车都在车站忙不过来，到来的人应该在学校划定的区域排队等待。
	先来先上车，后来后上车，这就是阻塞队列。
	如果，队列都满了，而且车也在路上，还有源源不断的人来。
	怎么办呢？你们不要坐校车，自己想办法去。坐公交、打的、走路。
	这时候，等待区有工作人员竖起了牌子，请后来的同学和家长，自行坐车到校门口去
	这就是拒绝机制。RejectedExecutionHandler。
	1)学校不处理就乱套了，抛异常
	2)自行处理，自己走路、自己打车、自己坐公交
	3)学校帮忙找了公交车、的士，交给别人去处理...
	
线程吃的执行逻辑

在这里插入图片描述

4 自定义线程池

public class DefineThreadPool {

    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
                2, 5, 60L, TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(3), Executors.defaultThreadFactory(),
                //new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
                // new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()// 这不负责任，只执行8个，剩下的92个抛弃掉
                // 这玩意丢数据。如果允许丢数据用它是可以的。
                new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()//交由调用该pool的线程来执行,常用用这个
                //也可以自定义
                //new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() 中止，JVM抛出异常
        );

        try {
            for (int i = 1; i <= 100; i++) {
                final int tem = i;
                pool.execute(()->{
                    try {
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行！" + tem);
                });
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            pool.shutdown();
        }
    }
}

5 怎样确定线程池大小是合适的呢

根据任务的类型来的，任务一般分为两种：
IO密集型：IO次数较多
CPU密集型：主要占用的CPU的资源
如果是CPU密集型，一般线程池的大小为CPU核数或者是核数+1 +2
如果是IO密集型，大小一般是核数/阻塞系数。
怎样获得CPU核数？
int r = Runtime.getRuntime().availableProcessors();