java线程池的深入解析

线程池

如何创建线程池

JDK中提供了创建线程池的类，大家首先想到的一定是Executors类，没错，可以通过Executors类来创建线程池，但是不推荐（原因后面会分析）。

在面试过程中经常会被问到请说说如何创建线程池，线程池的参数有哪些等等。 以下我们都会一一解答

Executors类只是个静态工厂，提供创建线程池的几个静态方法（内部屏蔽了线程池参数配置细节），而真正的线程池类是ThreadPoolExecutor。ThreadPoolExecutor构造方法如下：

参数解释

• corePoolSize：核心线程数。如果等于0，则任务执行完后，没有任务请求进入时销毁线程池中的线程。如果大于0，即使本地任务执行完毕，核心线程也不会被销毁。设置过大会浪费系统资源，设置过小导致线程频繁创建。

• maximumPoolSize：最大线程数。必须大于等于1，且大于等于corePoolSize。如果与corePoolSize相等，则线程池大小固定。如果大于corePoolSize，则最多创建maximumPoolSize个线程执行任务

• keepAliveTime：线程空闲时间。线程池中线程空闲时间达到keepAliveTime值时，线程会被销毁，只到剩下corePoolSize个线程为止。默认情况下，线程池的最大线程数大于corePoolSize时，keepAliveTime才会起作用。如果allowCoreThreadTimeOut被设置为true，即使线程池的最大线程数等于corePoolSize，keepAliveTime也会起作用（回收超时的核心线程）。

• unit：TimeUnit表示时间单位。

• workQueue：缓存队列。当请求线程数大于corePoolSize时，线程进入BlockingQueue阻塞队列。

• threadFactory：线程工厂。用来生产一组相同任务的线程。主要用于设置生成的线程名词前缀、是否为守护线程以及优先级等。设置有意义的名称前缀有利于在进行虚拟机分析时，知道线程是由哪个线程工厂创建的。

• handler：执行拒绝策略对象。当达到任务缓存上限时（即超过workQueue参数能存储的任务数），执行拒接策略，可以看作简单的限流保护。

以上解释可能会看不懂，没关系我们举一个列子画图来解释以上参数:
我们来举一个列子，银行，我们去银行办理业务，一个人比作一个线程，银行比作是线程池，银行的一个个受理窗口比作是线程池的线程数，序号比作是线程池的第几个参数。

平时比如周1-周5人比较少 银行上班的人员就比较少 所以银行一般只有2个受理窗口 最多只有5个受理窗口 所以比作线程池的最大线程数就是5，然后核心线程数就是2，所以345窗口是默认关闭的，只有2个窗口打开，这个时候我们人（线程）进入银行（线程池）办理业务 ，进去之后看见受理窗口没有满就直接去受理窗口（核心线程数）。

如下图：

这个时候核心线程数满了，如果门口还有人（线程）进来，会进入候客区（阻塞队列），如下图:

如果这个时候是人来的比较多（业务高峰期，线程数比较多） ，这个时候阻塞队列也满了。

如果再进人的话候客区也没有座位（阻塞队列已经满了放不下了），这个时候会顾客会投诉了，明明有这么多受理窗口却没开启窗口(线程池的线程数)，这个时候经理会让一些工作人员回来上班，受理窗口会慢慢打开，如果核心线程数满了 阻塞队列也满了，再进线程的话，如果最大线程数没满，那么会打开线程数的窗口。线程池采用什么方式创建窗口那么就是第6个参数threadFactory

之后窗口慢慢打开打开到最大线程数就不能再打开了，这个时候最大受理窗口（最大线程数）满了，候客区（阻塞队列也满了），这个时候不能再进来人了，再进来人也处理不了这么多人的业务了。如图

这个时候银行（线程池）已经达到饱和 ，再进人银行就要挤满了，这个时候如果还是有人要进来就会出问题了，这个时候就要采取我们线程池第7个参数了，拒绝策略

具体的拒绝策略后续会讲到。
这个时候高峰期过去了，线程的人数也即将减少。如图

这个时候临时加班的那3个工作人员眼看也没有人来了，还在加班，这个时候经理就会说，如果你们这个窗口在5分钟之内的窗口都没有人来受理，那么你们就可以下班回家了。这个时候就是我们线程池的第3个和第4个参数，keepAliveTime和unit：TimeUnit，如果我们线程池除了核心线程数，也就是除了正常工作人员（前2个窗口），只要扩充的窗口在多少分钟之内没有人来受理就会关闭窗口。参数3,线程空闲时间，参数4，线程空间时间的单位

线程池相关类结构

ExecutorService接口继承了Executor接口，定义了管理线程任务的方法。

ExecutorService的抽象类AbstractExecutorService提供了submit、invokeAll()等部分方法实现，但是核心方法Executor.execute()并没有实现。

因为所有任务都在这个方法里执行，不同的线程池实现策略会有不同，所以交由具体的线程池来实现。

线程池种类

• newSingleThreadExecutor：创建单线程的线程池，核心线程数和最大线程数都为1，相当于串行执行。
  

• newFixedThreadPool：创建固定线程数的线程池。核心线程数等于最大线程数，不存在空闲线程，keepAliveTime为0。
  

• newCachedThreadPool：核心线程数为0，最大线程数为Integer.MAX_VALUE，是一个高度可伸缩的线程池。存在OOM风险。keepAliveTime为60，工作线程处于空闲状态超过keepAliveTime会回收线程。
  

禁止直接使用Executors创建线程池原因：
Executors.newCachedThreadPool和Executors.newScheduledThreadPool两个方法最大线程数为Integer.MAX_VALUE，最大线程数可以达到21亿多，创建这么多线程，肯定会抛出OOM异常。

Executors.newSingleThreadExecutor和Executors.newFixedThreadPool两个方法的workQueue参数为new LinkedBlockingQueue()，容量为Integer.MAX_VALUE，阻塞队列的容量最大是21亿，会堆积大量的请求，如果瞬间请求非常大，会有OOM风险。

如果线程池满了怎么办
会执行线程拒绝策略

ThreadPoolExecutor提供了四个公开的内部静态类：

• AbortPolicy：默认，丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。

• DiscardPolicy：丢弃任务，但是不抛出异常（不推荐）。

• DiscardOldestPolicy：抛弃队列中等待最久的任务，然后把当前任务加入队列中。

• CallerRunsPolicy：调用任务的run()方法绕过线程池直接执行。

友好的拒绝策略：

保存到数据库进行削峰填谷。在空闲时再提出来执行。
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为什么要用线程池？
池化技术相比大家已经屡见不鲜了，线程池、数据库连接池、Http 连接池等等都是对这个思想的应用。池化技术的思想主要是为了减少每次获取资源的消耗，提高对资源的利用率。

线程池提供了一种限制和管理资源（包括执行一个任务）。 每个线程池还维护一些基本统计信息，例如已完成任务的数量。

这里借用《Java 并发编程的艺术》提到的来说一下使用线程池的好处：

• 降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。

• 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。