ThreadPoolExecutor线程池及线程扩展策略

一、概述  
1、ThreadPoolExecutor作为java.util.concurrent包对外提供基础实现，以内部线程池的形式对外提供管理任务执行，线程调度，线程池管理等等服务； 
2、Executors方法提供的线程服务，都是通过参数设置来实现不同的线程池机制。 
3、先来了解其线程池管理的机制，有助于正确使用，避免错误使用导致严重故障。同时可以根据自己的需求实现自己的线程池  

二、核心构造方法讲解  
下面是ThreadPoolExecutor最核心的构造方法  

Java代码  

1. public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,  
2.                               int maximumPoolSize,  
3.                               long keepAliveTime,  
4.                               TimeUnit unit,  
5.                               BlockingQueue<Runnable> workQueue,  
6.                               ThreadFactory threadFactory,  
7.                               RejectedExecutionHandler handler) {  
8.         if (corePoolSize < 0 ||  
9.             maximumPoolSize <= 0 ||  
10.             maximumPoolSize < corePoolSize ||  
11.             keepAliveTime < 0)  
12.             throw new IllegalArgumentException();  
13.         if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)  
14.             throw new NullPointerException();  
15.         this.corePoolSize = corePoolSize;  
16.         this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;  
17.         this.workQueue = workQueue;  
18.         this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);  
19.         this.threadFactory = threadFactory;  
20.         this.handler = handler;  
21.     }  

构造方法参数讲解  

参数名	作用
corePoolSize	核心线程池大小
maximumPoolSize	最大线程池大小
keepAliveTime	线程池中超过corePoolSize数目的空闲线程最大存活时间；可以allowCoreThreadTimeOut(true)使得核心线程有效时间
TimeUnit	keepAliveTime时间单位
workQueue	阻塞任务队列
threadFactory	新建线程工厂
RejectedExecutionHandler	当提交任务数超过maxmumPoolSize+workQueue之和时，任务会交给RejectedExecutionHandler来处理

重点讲解：  
其中比较容易让人误解的是：corePoolSize，maximumPoolSize，workQueue之间关系。 

1.当线程池小于corePoolSize时，新提交任务将创建一个新线程执行任务，即使此时线程池中存在空闲线程。 
2.当线程池达到corePoolSize时，新提交任务将被放入workQueue中，等待线程池中任务调度执行 
3.当workQueue已满，且maximumPoolSize>corePoolSize时，新提交任务会创建新线程执行任务 
4.当提交任务数超过maximumPoolSize时，新提交任务由RejectedExecutionHandler处理 
5.当线程池中超过corePoolSize线程，空闲时间达到keepAliveTime时，关闭空闲线程 
6.当设置allowCoreThreadTimeOut(true)时，线程池中corePoolSize线程空闲时间达到keepAliveTime也将关闭  

线程管理机制图示：  


三、Executors提供的线程池配置方案  

1、构造一个固定线程数目的线程池，配置的corePoolSize与maximumPoolSize大小相同，同时使用了一个无界LinkedBlockingQueue存放阻塞任务，因此多余的任务将存在再阻塞队列，不会由RejectedExecutionHandler处理  

Java代码  

1. public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {  
2.         return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,  
3.                                       0L, TimeUnit.MILLISECONDS,  
4.                                       new LinkedBlockingQueue<Runnable>());  
5.     }  

2、构造一个缓冲功能的线程池，配置corePoolSize=0，maximumPoolSize=Integer.MAX_VALUE，keepAliveTime=60s,以及一个无容量的阻塞队列 SynchronousQueue，因此任务提交之后，将会创建新的线程执行；线程空闲超过60s将会销毁  

Java代码  

1. public static ExecutorService newCachedThreadPool() {  
2.         return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,  
3.                                       60L, TimeUnit.SECONDS,  
4.                                       new SynchronousQueue<Runnable>());  
5.     }  

3、构造一个只支持一个线程的线程池，配置corePoolSize=maximumPoolSize=1，无界阻塞队列LinkedBlockingQueue；保证任务由一个线程串行执行  

Java代码  

1. public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {  
2.         return new FinalizableDelegatedExecutorService  
3.             (new ThreadPoolExecutor(1, 1,  
4.                                     0L, TimeUnit.MILLISECONDS,  
5.                                     new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));  
6.     }  

4、构造有定时功能的线程池，配置corePoolSize，无界延迟阻塞队列DelayedWorkQueue；有意思的是：maximumPoolSize=Integer.MAX_VALUE，由于DelayedWorkQueue是无界队列，所以这个值是没有意义的  

Java代码  

1. public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {  
2.         return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);  
3.     }  
4.