线程池详解

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原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/u014590757/article/details/80362577

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#线程池

于 2019-05-06 20:37:19 首次发布

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本文介绍了线程池的优点，可减少线程创建销毁次数、调整线程数量。详细讲解了线程池构造方法的核心参数，如 corePoolSize、maximumPoolSize 等，还阐述了线程池状态、线程初始化、任务缓存队列及排队策略、任务拒绝策略、关闭方法和容量动态调整等内容。

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转自：https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3932921.html

线程的优点：
1、线程的无限制创建需要占用内存资源、消耗时间。而使用线程池可以减少创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以重复使用。
2、可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线程的数量，防止因为消耗过多内存导致服务器崩溃。

线程池的构造方法：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue ,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler);

核心参数介绍：

corePoolSize：核心池的大小
maximumPoolSize：线程池最大线程数
keepAliveTime：表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止
unit：参数keepAliveTime的时间单位，有7种取值（天、小时、分钟、秒、毫秒、微秒、纳秒）
workQueue：一个阻塞队列，用来存储等待执行的任务
threadFactory：线程工厂，主要用来创建线程
handler：表示当拒绝处理任务时的策略，有以下四种取值

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程）
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务

详解

corePoolSize在很多地方被翻译成核心池大小，其实我的理解这个就是线程池的大小。

举个简单的例子：

假如有一个工厂，工厂里面有10个工人，每个工人同时只能做一件任务。
　　因此只要当10个工人中有工人是空闲的，来了任务就分配给空闲的工人做；
　　当10个工人都有任务在做时，如果还来了任务，就把任务进行排队等待；
　　如果说新任务数目增长的速度远远大于工人做任务的速度，那么此时工厂主管可能会想补救措施，比如重新招4个临时工人进来；
　　然后就将任务也分配给这4个临时工人做；
　　如果说着14个工人做任务的速度还是不够，此时工厂主管可能就要考虑不再接收新的任务或者抛弃前面的一些任务了。
　　当这14个工人当中有人空闲时，而新任务增长的速度又比较缓慢，工厂主管可能就考虑辞掉4个临时工了，只保持原来的10个工人，毕竟请额外的工人是要花钱的。
这个例子中的corePoolSize就是10，而maximumPoolSize就是14（10+4）。
　　也就是说corePoolSize就是线程池大小，maximumPoolSize在我看来是线程池的一种补救措施，即任务量突然过大时的一种补救措施。

如果当前线程池中的线程数目小于corePoolSize，则每来一个任务，就会创建一个线程去执行这个任务；
如果当前线程池中的线程数目>=corePoolSize，则每来一个任务，会尝试将其添加到任务缓存队列当中，若添加成功，则该任务会等待空闲线程将其取出去执行；若添加失败（一般来说是任务缓存队列已满），则会尝试创建新的线程去执行这个任务；
如果当前线程池中的线程数目达到maximumPoolSize，则会采取任务拒绝策略进行处理；
如果线程池中的线程数量大于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止，直至线程池中的线程数目不大于corePoolSize；如果允许为核心池中的线程设置存活时间，那么核心池中的线程空闲时间超过keepAliveTime，线程也会被终止。

1.线程池状态
　　在ThreadPoolExecutor中定义了一个volatile变量，另外定义了几个static final变量表示线程池的各个状态：

volatile int runState;
static final int RUNNING    = 0;
static final int SHUTDOWN   = 1;
static final int STOP       = 2;
static final int TERMINATED = 3;

runState表示当前线程池的状态，它是一个volatile变量用来保证线程之间的可见性；
　　下面的几个static final变量表示runState可能的几个取值。
　　当创建线程池后，初始时，线程池处于RUNNING状态；
　　如果调用了shutdown()方法，则线程池处于SHUTDOWN状态，此时线程池不能够接受新的任务，它会等待所有任务执行完毕；
　　如果调用了shutdownNow()方法，则线程池处于STOP状态，此时线程池不能接受新的任务，并且会去尝试终止正在执行的任务；
　　当线程池处于SHUTDOWN或STOP状态，并且所有工作线程已经销毁，任务缓存队列已经清空或执行结束后，线程池被设置为TERMINATED状态。

3.线程池中的线程初始化
　　默认情况下，创建线程池之后，线程池中是没有线程的，需要提交任务之后才会创建线程。
　　在实际中如果需要线程池创建之后立即创建线程，可以通过以下两个方法办到：
prestartCoreThread()：初始化一个核心线程；
prestartAllCoreThreads()：初始化所有核心线程
　　下面是这2个方法的实现：

public boolean prestartCoreThread() {
    return addIfUnderCorePoolSize(null); //注意传进去的参数是null
}
 
public int prestartAllCoreThreads() {
    int n = 0;
    while (addIfUnderCorePoolSize(null))//注意传进去的参数是null
        ++n;
    return n;
}

注意上面传进去的参数是null，根据第2小节的分析可知如果传进去的参数为null，则最后执行线程会阻塞在getTask方法中的 1 r = workQueue.take();
　　即等待任务队列中有任务。
4.任务缓存队列及排队策略
　　在前面我们多次提到了任务缓存队列，即workQueue，它用来存放等待执行的任务。
　　workQueue的类型为BlockingQueue，是线程安全的通常可以取下面五种类型：
　　1）ArrayBlockingQueue：基于数组的先进先出队列，此队列创建时必须指定大小；这个是可以指定公平性的，如果是true，就是先进先出，如果是false，顺序就不确定。不允许null
　　2）LinkedBlockingQueue：基于链表的先进先出队列，如果创建时没有指定此队列大小，则默认为Integer.MAX_VALUE；这个一般用于fixedThreadPool和singleThreadExecutor()
　　3）synchronousQueue：这个队列比较特殊，它不会保存提交的任务，而是将直接新建一个线程来执行新来的任务。这个一般用于cacheTheadPool。
　　4）PriorityBlockingQueue：类似于LinkedBlockQueue,但其所含对象的排序不是FIFO,而是依据对象的自然排序顺序或者是构造函数的Comparator决定的顺序.。不允许null
　　5）DelayQueue：是一个无界的BlockingQueue，用于放置实现了Delayed接口的对象，其中的对象只能在其到期时才能从队列中取走。这种队列是有序的，即队头对象的延迟到期时间最长。注意：不能将null元素放置到这种队列中。scheduledThreadPool()用这个。

5.任务拒绝策略
　　当线程池的任务缓存队列已满并且线程池中的线程数目达到maximumPoolSize，如果还有任务到来就会采取任务拒绝策略，通常有以下四种策略：

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程）
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务

6.线程池的关闭

ThreadPoolExecutor提供了两个方法，用于线程池的关闭，分别是shutdown()和shutdownNow()，其中：
shutdown()：不会立即终止线程池，而是要等所有任务缓存队列中的任务都执行完后才终止，但再也不会接受新的任务
shutdownNow()：立即终止线程池，并尝试打断正在执行的任务，并且清空任务缓存队列，返回尚未执行的任务

7.线程池容量的动态调整

ThreadPoolExecutor提供了动态调整线程池容量大小的方法：setCorePoolSize()和setMaximumPoolSize()，
setCorePoolSize：设置核心池大小
setMaximumPoolSize：设置线程池最大能创建的线程数目大小
　　当上述参数从小变大时，ThreadPoolExecutor进行线程赋值，还可能立即创建新的线程来执行任务。