并发编程之Executor线程池原理与源码解读

线程

协程

线程池

线程池介绍

线程的实现方式

线程池重点属性

ctl相关方法

线程池的具体实现

ThreadPoolExecutor

线程池的创建

任务提交

参数解释

线程池监控

线程池原理

源码分析

execute方法

线程

线程是调度CPU资源的最小单位，线程模型分为KLT模型与ULT模型，JVM使用的KLT模型，Java线程与OS线程保持1:1的映射关系，也就是说有一个java线程也会在操作系统里有一个对应的线程。Java线程有多种生命状态

NEW ,新建

RUNNABLE ,运行

BLOCKED ,阻塞

WAITING ,等待

TIMED_WAITING ,超时等待

TERMINATED ，终结

状态切换如下图所示：

协程

协程 (纤程，用户级线程)，目的是为了追求最大力度的发挥硬件性能和提升软件的速度，协程 基本原理是:在某个点挂起当前的任务，并且保存栈信息，去执行另一个任务；等完成或达到某个条件时，再还原原来的栈信息并继续执行( 整个过程线程不需要上下文切换 )。

Java原生不支持协程， 在纯java代码里需要使用协程的话需要引入第三方包,如： quasar

线程池

“线程池”，顾名思义就是一个线程缓存， 线程是稀缺资源，如果被无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，因此Java中提供线程池对线程进行统一分配、调优和监控

线程池介绍

在web开发中，服务器需要接受并处理请求，所以会为一个请求来分配一个线程来进行处理。如果每次请求都新创建一个线程的话实现起来非常简便，但是存在一个问题：

如果并发的请求数量非常多，但每个线程执行的时间很短，这样就会频繁的创建和销毁线程，如此一来会大大降低系统的效率。可能出现服务器在为每个请求创建新线程和销毁线程上花费的时间和消耗的系统资源要比处理实际的用户请求的时间和资源更多。

那么有没有一种办法使执行完一个任务，并不被销毁，而是可以继续执行其他的任务呢？

这就是线程池的目的了。线程池为线程生命周期的开销和资源不足问题提供了解决方案。通过对多个任务重用线程，线程创建的开销被分摊到了多个任务上。

什么时候使用线程池？

• 单个任务处理时间比较短
• 需要处理的任务数量很大

线程池优势

• 重用存在的线程，减少线程创建，消亡的开销，提高性能
• 提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。
• 提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

线程的实现方式

Runnable,Thread,Callable

// 实现Runnable接口的类将被Thread执行，表示一个基本的任务
public interface Runnable {
    // run方法就是它所有的内容，就是实际执行的任务
    public abstract void run();
}
//Callable同样是任务，与Runnable接口的区别在于它接收泛型，同时它执行任务后带有返回内容
public interface Callable<V> {
    // 相对于run方法的带有返回值的call方法
    V call() throws Exception;
}

Executor框架

Executor接口是线程池框架中最基础的部分，定义了一个用于执行Runnable的execute方法。

下图为它的继承与实现

从图中可以看出Executor下有一个重要子接口ExecutorService，其中定义了线程池的具体行为

1， execute（Runnable command）：履行Ruannable类型的任务,

2， submit（task）：可用来提交Callable或Runnable任务，并返回代表此任务的Future对象

3， shutdown（）：在完成已提交的任务后封闭办事，不再接管新任务,

4， shutdownNow（）：停止所有正在履行的任务并封闭办事。

5， isTerminated（）：测试是否所有任务都履行完毕了。