Java笔记（九）：线程池

ctl (control)

在Java中，线程池（Thread Pool）是一种用于管理和复用线程的机制。在Java的线程池实现中，ctl是一个表示线程池状态和线程数量的变量。

具体来说，ctl是一个32位的整数，其中高3位表示线程池的状态，低29位表示线程池中的线程数量。这样的设计可以同时表示线程池的状态和线程数量，提供了一种紧凑的表示方式。

通过对ctl的操作，可以实现对线程池状态和线程数量的管理，包括增加或减少线程数量、判断线程池是否在运行等功能。这样的设计可以更好地控制线程池的行为和资源利用，提高多线程编程的效率和可靠性。

线程池的5种状态

状态	行为
RUNNING	会接收新任务并且会处理队列中的任务
SHUTDOWN	不会接收新任务并且会处理队列中的任务，任务处理完后会中断所有线程
STOP	不会接收新任务并且不会处理队列中的任务，并且会直接中断
TIDYING	所有线程所有线程都停止了之后，线程池的状态就会转为TIDYING，一旦达到此状态，就会调用线程池的terminated()
TERMINATED	terminated()执行完之后就会转变为TERMINATED

线程池状态的转换情况

转变前	转变后	转变条件
RUNNING	SHUTDOWN	手动调用shutdown()触发，或者线程池对象GC时会调用finalize()从而调用shutdown()
RUNNING	STOP	手动调用shutdownNow()触发
SHUTDOWN	STOP	手动先调用shutdown()紧着调用shutdownNow()触发
SHUTDOWN	TIDYING	线程池所有线程都停止后自动触发
STOP	TIDYING	线程池所有线程都停止后自动触发
TIDYING	TERMINATED	线程池自动调用terminated()后触发

线程池中提交一个任务的流程

1. 在使用execute方法提交一个Runnable对象时
2. 会先判断当前线程池中的线程数是否小于corePoolSize
3. 如果小于，则创建新线程并执行Runnable
4. 如果大于等于，则尝试将Runnable加入到workQueue中
5. 如果workQueue没满，则将Runnable正常入队，等待执行
6. 如果workQueue满了，则会入队失败，那么会尝试继续增加线程
7. 如果当前线程池中的线程数是否小于maximumPoolSize
8. 如果小于，则创建新线程并执行任务
9. 如果大于等于，则执行拒绝策略，拒绝此Runnable

三大方法

Executors.newSingleThreadExecutor(); // 单个线程
Executors.newFixedThreadPool(5); // 固定的线程池大小
Executors.newCachedThreadPool(); // 可伸缩的

以上底层都是由 ThreadPoolExecutor 实现

阿里开发手册：线程池不允许使用 Executors 去创建， 而是通过 ThreadPoolExecutor 的方式， 这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则， 规避资源耗尽的风险。
Executors 返回的线程池对象的弊端如下：

• FixedThreadPool 和 SingleThreadPool：允许的请求队列长度为 Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而导致 OOM。
• CachedThreadPool：允许的创建线程数量为 Integer.MAX_VALUE，可能会创建大量的线程，从而导致 OOM。
• ScheduledThreadPool：允许的请求队列长度为 Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而导致 OOM。

七大参数

public ThreadPoolExecutor(
	int corePoolSize,
	int maximumPoolSize,
	long keepAliveTime,
	TimeUnit unit,	// TimeUnit.SECONDS
	BlockingQueue<Runnable> workQueue,	// new LinkedBlockingDeque<>(3)
	ThreadFactory threadFactory,	// Executors.defaultThreadFactory()
	RejectedExecutionHandler handler // new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
)	

四种策略

• AbortPolicy 如果线程池拒绝了任务，直接报错
• CallerRunsPolicy 线程池让调用者去执行

public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler {
	public CallerRunsPolicy() { }
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
		if (!e.isShutdown()) {
			r.run(); // 可以看见源码逻辑为，先判断线程池还未关闭，然后直接r.run运行了任务。
		}
	}
}

• DiscardPolicy 如果线程池拒绝了任务，直接丢弃
• DiscardOldestPolicy 如果线程池拒绝了任务，直接将线程池中最旧的，未运行的任务丢弃，将新任务入队