一篇文章彻底弄懂java中的线程池，如何理解JAVA中的线程池

本文目的：通过图文的方式彻底弄懂线程池的工作原理

1. 什么是线程池

1、线程池其实是一种池化的技术的实现，池化技术的核心思想其实就是实现资源的一个复用，避免资源的重复创建和销毁带来的性能开销。

2、在线程池中，线程池可以管理一堆线程，让线程执行完任务之后不会进行销毁，而是继续去处理其它线程已经提交的任务。

3、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，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。
• 提高系统的可管理性。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。

2. 线程池的构造

Java 中主要是通过构建 ThreadPoolExecutor 来创建线程池的：

• corePoolSize：线程池中用来工作的核心的线程数量。
• maximumPoolSize：最大线程数，线程池允许创建的最大线程数。
• keepAliveTime：超出 corePoolSize 后创建的线程存活时间或者是所有线程最大存活时间，取决于配置。
• unit：keepAliveTime 的时间单位。
• workQueue：任务队列，是一个阻塞队列，当线程数已达到核心线程数，会将任务存储在阻塞队列中。
• threadFactory ：线程池内部创建线程所用的工厂。
• handler：拒绝策略；当队列已满并且线程数量达到最大线程数量时，会调用该方法处理该任务。

线程池的构造其实很简单，就是传入一堆参数，然后进行简单的赋值操作。

3. 线程池的运行原理

上面这 7 个核心参数在线程池中是如何工作的。线程池刚创建出来的样子如下：

刚创建出来的线程池中只有一个在构建线程时传入的 阻塞队列 而已，此时里面并没有任何线程。

运行原理

1、当有线程通过 execute 方法提交了一个任务，会发生什么？----> 提交任务的时候，其实就会处理任务

首先判断 当前线程池的线程数 是否小于 核心线程数，如果小于，那么就直接通过 threadFactory 参数的值创建一个线程来执行这个任务，如图：

当任务执行完之后，线程不会退出，而是会去从阻塞队列中获取任务，如图：

接下来，如果又提交了一个任务，也会按照上述的步骤，去判断是否小于核心线程数，如果小，还是会创建线程去执行任务，执行完之后也会从阻塞队列中获取任务。这里有个细节：就是提交任务的时候，就算线程池里的线程从阻塞队列中获取不到任务，如果线程池里的线程数还是小于核心线程数，那么依然会继续创建线程，而不是复用已有的线程。

2、如果线程池里的线程数不再小于核心线程数呢？----> 那么此时就会尝试将任务放入阻塞队列中，如图：

这样在阻塞的线程就可以获取到任务了。

3、但是，随着任务越来越多，队列已经满了，任务放入失败，怎么办？----> 此时就会判断当前线程池里的线程数是否小于最大线程数，如果小于最大线程数，那么也会创建非核心线程来执行提交的任务，如图：

所以，从这里可以发现，就算队列中有任务，新创建的线程还是优先处理这个提交的任务，而不是从队列中获取已有的任务执行，从这可以看出，先提交的任务不一定先执行。

4、假如线程数已经达到最大线程数量，怎么办？----> 执行拒绝策略，来处理这个任务，如图：

JDK 自带的拒绝策略默认有 4 种：

• AbortPolicy：丢弃任务，抛出运行时异常 （默认）
• CallerRunsPolicy：由提交任务的线程来执行任务
• DiscardPolicy：丢弃这个任务，但是不抛异常
• DiscardOldestPolicy：从队列中剔除最先进入队列的任务，然后再次提交任务

可以自己实现 RejectedExecutionHandler 接口，比如将任务存到数据库或缓存中。

execute源码

知晓整个执行流程后，接下来看看 execute 方法是如何实现的，execute 方法源码如下：

• workerCountOf(c)<corePoolSize：这行代码就是判断是否小于核心线程数，是的话就通过 addWorker 方法添加线程来执行任务。
• workQueue.offer(command)：这行代码就尝试往阻塞队列中添加任务
  • 添加失败之后就会再次调用 addWorker 方法尝试添加非核心线程来执行任务
    • 如果还是添加非核心线程失败了，那么就会调用 reject(command) 拒绝任务

总结：execute 执行流程如图：

4. 线程池中线程实现复用的原理

线程池的核心功能就是实现了线程的重复利用，那么线程池是如何实现线程的复用呢？----> 线程在线程池内部被封装成一个 Worker 对象。

private final class Worker extends AbstractQueueSynchronizer implements Runnable{
   
   }

已经知道：创建线程来执行任务的方法 是通过 addWorker 方法创建的。在创建 Worker 对象的时候，会把线程和任务一起封装到 Worker 内部，然后调用 runWorker 方法来让线程执行任务。

// runWorker 方法源码如下：
final void runWorker(Worker w) {
   
   
    Thread wt = Thread.currentThread();
    Runnable task = w.firstTask;
    w.firstTask = null;
    w.unlock();