多线程线程池ThreadPoolExecutor

多线程线程池ThreadPoolExecutor

线程池是java提供的线程管理容器，它允许开发者定义多个线程，并开启一些额外线程，提供一个自定义的任务队列和队列满时对新任务的处理策略。

使用

 ThreadPoolExecutor poolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
     10,// 核心线程数，这些线程不会被淘汰
     15,// 最大线程数 = 核心线程数+额外线程数
     10,// 额外线程数超时淘汰时间
     TimeUnit.SECONDS,//额外线程数超时淘汰时间单位
     new ArrayBlockingQueue<>(10),//任务队列
     new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()//拒绝策略
 );
// 提交任务，lambda表达式
poolExecutor.submit(()->{/*业务代码*/});
...
// 提交任务，多线程实体
Runnable runnable = new RunnableDemo();
poolExecutor.submit(runnable);
...
    
// 拒绝接受任务，执行完所有池内以及任务队列中的全部任务
service.shutdown();
// 在超时时间内等待任务执行完成，常用于if条件；在线程池中工作完全结束后执行其他业务
bool is_finish=poolExecutor.awaitTermination(100, TimeUnit.HOURS)

// 拒绝接受任务且立即干掉所有正在执行的任务，不推荐使用
service.shutdownNow();

线程池工作流程

以上述代码为例，初始化的线程池的任务队列和是空的，线程池中仅存在有核心线程，线程也无任务执行，第一次提交任务给线程池，因为核心线程无一个有任务正在执行，所以直接随机调用一个核心线程执行提交的任务。

接着任务变多，核心线程数已经不够用了，若此时已提交 10个任务，它们都在被核心线程执行且均未执行完毕，那么第11个任务提交后，线程池开启额外线程数执行，注意哈！此时第11个任务并未被放入任务队列中；随着任务越来越多，某一时刻已经提交到第16个任务，且前15个任务均未被执行完毕；此时第16个任务就被安排进入任务队列，等待第一个执行完任务的线程池取用它；

某一时刻，在前15个任务没有执行完毕的前提下，你又提交了9个任务，算上上次提交的第16个任务，已经提交了10个不能被立即执行的任务了，它们均被放入任务队列中，已知任务队列最大可容纳10个任务，当第26个任务被提交时，此时队列已经容纳不了这个任务了，所以这个任务应该被怎么处理呢？这就取决于你给出的拒绝策略了。

任务队列

⭐ ArrayBlockingQueue（基础）

基于数组的有界阻塞队列。它按照先进先出（FIFO）的原则存储和提供元素。
队列长度固定，可通过构造函数指定。
当队列满时，put操作将阻塞，直到队列中的元素被消费。

⭐ LinkedBlockingQueue（基础）

基于链表结构的阻塞队列，可以设置容量上限，如果不设置则默认为Integer.MAX_VALUE，即几乎无限。
它同样遵循FIFO原则。
适合于需要一个大容量队列的场景，或者需要一个无限队列来缓冲任务。

⭐ PriorityBlockingQueue（高阶）

一个无界的优先级队列，使用堆数据结构实现。
元素按照自然排序或比较器决定的顺序进行排序。
当队列满时，put操作不会阻塞，因为它是无界的，但是它会抛出IllegalArgumentException如果队列无法接受更多的元素（例如，因为元素不可比较）。

⭐ SynchronousQueue（高阶）

一个不存储元素的阻塞队列，每个put操作必须等待一个take操作，反之亦然。
它常被用作线程间传递数据的通道，而不是一个真正的队列。
特别适用于希望直接将任务传递给线程，而无需缓冲的情况。

⭐DelayQueue

一个持有Delayed元素的无界阻塞队列。
元素只有在其延迟到期后才能被消费者线程提取。
通常用于实现定时任务或延迟任务的场景。

拒绝策略

⭐ AbortPolicy

默认的拒绝策略
当线程池无法接受更多任务时，AbortPolicy会抛出RejectedExecutionException异常，这会中断提交任务的线程。这种策略对于调试很有帮助，因为它可以立即通知你线程池已经超载，生产环境中勿用。

⭐ CallerRunsPolicy

当线程池无法接受更多任务时，不将其放入队列或创建新的线程，而是提交任务的线程直接执行此任务。相当于回到一个没有线程池的情况，即调用execute方法的线程自己执行自己提交的任务。这种策略可能会降低系统的响应速度，因为它会占用原本用于提交任务的线程。

⭐DiscardPolicy

默默地丢弃无法处理的任务，不抛出任何异常
这种策略对于统计计算的任务丢失会导致灾难性后果。

⭐DiscardOldestPolicy

当线程池无法接受更多任务时，丢弃任务队列中最早的任务，然后尝试再次提交当前任务。这种策略试图保护最近的任务，牺牲最早的任务，它可能在处理实时或最新数据时有用，但如果任务依赖于队列中的顺序，这种策略可能会导致问题。

⚠️ 注意事项
核心线程数不能大于最大线程数

最大线程数不能小于核心线程数，且建议最大线程数+队列长度≥提交的任务数

仅接受实现了Runnable接口的任务

额外线程数超时淘汰时间&额外线程数超时淘汰时间单位：根据实际运行情况设置，最好运行几次多线程任务后计算出一个平衡值
任务队列长度最好和最大线程数相等，不然很容易出以下的BUG
Exception in thread "main" java.util.concurrent.RejectedExecutionException: Task java.util.concurrent.FutureTask@7c30a502 rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@5594a1b5[Running, pool size = 100, active threads = 100, queued tasks = 10, completed tasks = 0]
	at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy.rejectedExecution(ThreadPoolExecutor.java:2063)
	at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(ThreadPoolExecutor.java:830)
	at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1379)
	at java.util.concurrent.AbstractExecutorService.submit(AbstractExecutorService.java:112)
建议使用for循环提交任务时给一个sleep睡眠时间，让主线程让出时间片，让线程池抢占使用，不然一下子提交的数量超过最大线程数+任务队列，会报错！
for (int i = 0; i < 200; i++) {
    Thread.sleep(10);
    poolExecutor.submit(/*业务*/);
}