Java线程池

线程池的目的是通过对线程的管理，让多线程程序中的多线程便捷开发、高效运行。

线程池的存在的意义

• 让线程变得可重用，减小线程创建和销毁带来的消耗。
• 线程池中保留的可用线程，无需创建过程即可立即执行，提高响应速度。
• 方便线程并发数的管控，避免创建过多的线程，从而导致占用过多资源。
• 提供定时、定期以及可控线程数等功能的线程池。

基础原理

• 将线程进行管理
• 以空间换时间

应用

        ExecutorService service= Executors.newCachedThreadPool();
        service.submit(()->{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        });

工作流程

调用shutdown()或者shutdownNow()关闭线程池

• shutdown()
  • 将线程池的状态改为SHUTDOWN，不再继续网线程池中添加任务，否则会抛异常。
  • 线程池直到添加到线程池中的任务已经处理完毕才退出。
• shutdownNow()
  • 线程池状态改为STOP，不再继续添加新的任务。
  • 终止正在执行的线程。
  • 调用Thread.interrup()，试图停止所有正在执行的线程。

四种线程池

这四类常用的线程池，是预置的。

• newCachedThreadPool：可缓存的无界线程池。线程闲置60s后，将被回收。
• newFixedThreadPool：指定线程数的线程池，超出的线程将会在LinkedBlockQueue阻塞队列中等待。
• newSingleThreadExecutor：单线程执行器，保证所有的任务以FIFO、优先级等顺序执行。
• newScheduledThreadPool：指定长度线程池，支持定时、周期任务的执行。

线程池的实现原理

Executors是个工厂方法，用于创建线程池，是通过配置ThreadPoolExecutor来构建线程池。

public class Executors {
	public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }
	...newFixedThreadPool(...);
	...newSingleThreadExecutor(...);
	...newScheduledThreadPool(...);
}

• corePoolSize 核心线程池大小
  • 提交任务时，线程数<corePoolSize，即使存在空闲线程，也创建线程。
• maximumPoolSize 线程池最多线程数
  • 当任务队列满了，并且线程数<maximumPoolSize ，则创建新线程。无界队列忽视该参数。
• keepAliveTime,unit 线程存货保持时间,时间单位
  • 线程数>corePoolSize的时候，线程的空闲时间超过了keepAliveTime将被终止。
• workQueue 任务队列：用于传输和保存等待执行任务的阻塞队列
  • 线程数<corePoolSize，Exector优先生成新线程，任务不进入队列。
  • 线程数>=corePoolSize，Exector优先考虑把任务加入队列。
  • 任务队列满后，考虑创建新线程。如果线程池数量超过maximumPoolSize ，执行线程饱和策略。
• threadFactory 线程创建工厂
• handler 线程饱和策略
  • AbortPolicy：处理程序遭到拒绝，并且抛出异常。
  • CallerRunsPolicy：调用者所在线程来运行该任务
  • DiscardPolicy：无法执行，抛弃任务。
  • DiscardOldestPolicy：FIFO，抛弃队列头部的任务。

任务队列

• ArrayBlockingQueue 基于数组的有界阻塞队列
  • 队列按照FIFO管理任务，队列头是在队列中存货时间最长的任务。
  • 该类型的工作队列一旦创建，长度固定。
• LinkedBlockingQueue 基于链表的无界阻塞队列
  • 队列采用FIFO对工作任务进行管理。
  • 基于链表的队列吞吐量通常高于数组的队列。
• SynchronousQueue 同步阻塞队列
  • 每个插入操作必须等待另外一个线程对应的移除操作，等待过程处于阻塞状态。
  • 同步阻塞队列不谈容量，插入-移除循环迭代执行。
  • Executors.newCachedThreadPool使用了该队列。
• PriorityBlockingQueue 基于优先级的无界阻塞队列
  • 优先级队列的工作任务按照自然顺序进行排序，也可Comparator构建排序规则。
  • 该队列理论上无解，但是受到物理资源限制导致OOM