Java并发包

线程池的优点：

线程池主要解决两个问题：在执行异步任务时，如果不使用线程池时就需要new 一个线程来执行，而线程的创建与销毁是需要开销的。通过线程池可以复用里面的线程，不需要每次执行新任务时都重新创建和销毁线程。此外线程池还提供了一种资源限制和管理的手段，比如限制线程个数，动态增加线程等。甚至有些线程池还提供了一些数据的统计功能。

 

                                                                                               ThreadPoolExecutor 类结构图

                                                                                

线程池状态含义：

● RUNNING（-1）：接受新任务并且处理阻塞队列里的任务。显式调用shutdown（）方法，或者隐式调用了finalize（）方法里面的shutdown（）方法会进入SHUTDOWN状态； 式调用shutdownNow（）方法时会进入stop状态

● SHUTDOWN（0）：拒绝新任务但是处理阻塞队列里的任务。队列为空并且线程池中执行的任务也为空，会进入TIDYING状态。

● STOP（-1）：拒绝新任务并且抛弃阻塞队列里的任务，同时会中断正在处理的任务。线程池中执行的任务为空，会进入TIDYING状态。

● TIDYING：所有任务都执行完（包含阻塞队列里面的任务）后当前线程池活动线程数为0，将要调用terminated方法。

● TERMINATED：终止状态。terminated方法调用完成以后的状态。

 

状态转变：

● RUNNING -> SHUTDOWN ：显式调用shutdown（）方法，或者隐式调用了finalize（）方法里面的shutdown（）方法。

● RUNNING或SHUTDOWN）-> STOP ：显式调用shutdownNow（）方法时。

● SHUTDOWN -> TIDYING ：当线程池和任务队列都为空时。

● STOP -> TIDYING ：当线程池为空时。

● TIDYING -> TERMINATED：当terminated（）hook方法执行完成时。

 

线程池参数定义：

● corePoolSize：线程池核心线程个数。

● maximunPoolSize：线程池最大线程数量。

● keeyAliveTime：存活时间。如果当前线程池中的线程数量比核心线程数量多，并且是闲置状态，则这些闲置的线程能存活的最大时间。

● TimeUnit：存活时间的时间单位

● workQueue：用于保存等待执行的任务的阻塞队列，比如基于数组的有界ArrayBlockingQueue、基于链表的无界LinkedBlockingQueue、最多只有一个元素的同步队列SynchronousQueue及优先级队列PriorityBlockingQueue等。

● ThreadFactory：创建线程的工厂。

● RejectedExecutionHandler：饱和策略，当队列满并且线程个数达到maximunPoolSize后采取的策略，比如AbortPolicy（抛出异常）、CallerRunsPolicy（使用调用者所在线程来运行任务）、DiscardOldestPolicy（调用poll丢弃一个任务，执行当前任务）及DiscardPolicy（默默丢弃，不抛出异常）

 

 线程池实现的主要方式：

1 CachedThreadPool, 可以缓存的线程池，对最大线程数没有限制，可以达到Integer.MAX_VALUE， 线程存活时间是60秒， 阻塞队列使用的是SynchronousQueue这种不能存储任何元素的阻塞队列，也就是每提交一个任务，都要分配一个工作线程来处理。

2 FixedThreadPool, 固定线程数量的线程池，核心线程与最大线程是一个固定的值，二者相等。

3 SingleThreadExecutor, 只有一个工作线程的线程池。线程数量无法动态变更，可保证任务按FIFO的方式顺序执行。

4 ScheduleThreadPool，具有延迟执行功能的线程池，可以用来实现定时调度

5 WorkStealingPool, Java8新加入的线程池，在内部构造一个ForkJoinPool，利用工作窃取的算法并行处理请求。

线程执行流程：

• 1 提交一个任务，线程池里存活的核心线程数小于线程数corePoolSize时，线程池会创建一个核心线程去处理提交的任务。

• 2 如果线程池核心线程数已满，即线程数已经等于corePoolSize，一个新提交的任务，会被放进任务队列workQueue排队等待执行。

• 3 当线程池里面存活的线程数已经等于corePoolSize了,并且任务队列workQueue也满，判断线程数是否达到maximumPoolSize，即最大线程数是否已满，如果没到达，创建一个非核心线程执行提交的任务。

• 4 如果当前的线程数达到了maximumPoolSize，还有新的任务过来的话，直接采用拒绝策略处理。

JDK提供了四种拒绝策略处理类

• AbortPolicy(抛出一个异常，默认的)

• DiscardPolicy(直接丢弃任务)

• DiscardOldestPolicy（丢弃队列里最老的任务，将当前这个任务继续提交给线程池）

• CallerRunsPolicy（交给线程池调用所在的线程进行处理）Worker继承AQS和Runnable接口，是具体承载任务的对象。Worker继承了AQS，自己实现了简单不可重入独占锁，

其中state=0表示锁未被获取状态，state=1表示锁已经被获取的状态，state=-1是创建Worker时默认的状态，创建时状态设置为-1是为了避免该线程在运行runWorker（）方法前被中断。其中变量firstTask记录该工作线程执行的第一个任务，thread是具体执行任务的线程。

 

疑问：

1 为什么需要核心线程数和最大线程数？

一般工作业务有忙和不忙的时候，如果采取同样的线程池大小，如果线程池太小就在业务忙的时候处理业务的速度跟不上，如果太大，在业务不忙的时候又太占用资源。

2 为什么要有任务队列？

第一为核心线程转变为最大线程提供一个缓冲，不至于任务一变多就开始创建线程，创建线程是损耗的，而且需要获取全局锁。第二，为了提供线程处理不过来的时候减少业务的压力，此外也是考虑积压太多任务导致OOM。

3 为什么需要第一队列满+核心线程数满，才创建新的线程，而不是积压到一定的阙值后就创建新的线程？

这个主要是设计实现考虑的，其实可以实现积压到阙值后就创建新的线程，只是这样在计算队列的阙值时可能就耗时，比如arrayBlockingQueue, 计算size时需要获取锁，offer入队列也需要获取锁。 而实现最大值释放就只需调用offer方法即可。