ThreadPoolExecutor 使用说明

它是一个ExecutorService，使用线程池中的线程执行提交的任务。通常我们使用 Executors 框架，定义使用。

一、线程池主要用来解决两类问题：

1、通过缓存一定数量的可用线程，避免频繁的线程创建，销毁，来提升执行大量异步任务的性能。

2、资源管理，包括线程及任务。同时也维护一些诸如完成任务数等统计数据。

为了能够获得更广泛的适用性，此类提供了多个可调整的参数及扩展性钩子，但是，开发者通常更倾向于使用更为便捷的Executors框架，通过它预定义了各种类型线程池，如 newCachedThreadPool（缓存类型的无界线程池），newFixedThreadPool（固定数量的线程池），newSingleThreadExecutor（单个线程的线程池）。

二、核心及最大线程池数量

ThreadPoolExecutor 会根据核心及最大线程数设定自动的调整线程池内线程的数量。

三、线程池何时创建新的线程：

当一个任务提交后，如果当前线程池内的可运行的线程（无论是否处于闲置状态）数量小于核心数量，那么就会创建新的线程；如果当前线程池内的线程数量处于核心数和最大数之间，则，只有在队列（排队等待处理的任务队列）满的时候会创建新的线程。

四、固定容量及无界线程池：

如果把核心数和最大数设置为相同的值，那么线程池就会变为固定容量的线程池；可以通过把最大数设置为一个极大的值，如Integer.MAX_VALUE，来创建一个可以自适应高并发任务的场景的线程池。核心数和最大值通常在线程池初始定义的时候通过构造参数传入，也可以通过相应的方法动态的进行变更配置。

五、自定义构造

默认情况下，线程池中的线程会在初始化时进行创建，然后在任务到达时运行。我们也可以通过方法prestartCoreThread或者prestartAllCoreThreads来预先运行线程。

六、新线程创建：

线程是通过ThreadFactory来创建的，如果没有明确定义，则会使用Executors默认的defaultThreadFactory来创建，先创建的线程会归在同一个分组，并且拥有相同的NORM_PRIORITY优先级别及非守护特性。我们可以通过定义相应的ThreadFactory来，自定义线程的名称，群组，优先级及守护特性。如果ThreadFactory的方法newThread()创建线程失败，返回null，那么Executor会继续运行，但是无法在处理新添加的任务。

七、生存时间：

如果线程池当前拥有的线程数量多于核心数，那么多于的线程会在空闲生存时间后被终止销毁。减少非活跃线程池的资源耗费，当需求增多时，再重新创建需要的线程放入线程池以供使用。生存时间可以通过getKeepAliveTime() 方法进行动态设置，如果设置为LONG.MAX_VALUE，那么闲置线程将不会被回收。通常keep-alive只适用于超过核心数的线程，我们也可以通过设置allowCoreThreadTimeOut（boolean）来应用到所有的线程。keepAliveTime不为0时起作用。

八、队列：

可以使用任意形式的阻塞队列来存放提交到线程池的任务。队列和线程池大小相关。

如果线程数小于核心数，那么线程池会优先创建新的线程，而不进行任务入队。

如果等于或者超过核心数，那么线程池会优先将任务入队，而不创建新的线程。

如果等于或者超过核心数且任务队列已满，在不超过最大数情况下，会进行新线程的创建，超过最大线程数，则会执行相应的丢弃策略。

三种排队策略：

直接传递：通常使用SynchronousQueue队列，直接将任务转交给线程，而不进行任务的存储。如果没有线程接收任务，那么任务入队会失败，所以此种情况，会直接创建新的线程。这种策略，对于处理任务间有依赖关系的情况，避免了队列任务遍历。直接传递策略需要相应的无界线程池策略支持，以避免任务被丢弃，拒绝。者反过来也可能引发当处理速度小于任务到达速度时，线程池的无限增长。

无界队列：通常使用LinkedBlockingQueue，不预定义容量。因为队列无界，所以，核心线程都忙时，不会创建新的线程，可能导致任务的无限堆积，无界队列情况下，线程池最大值配置将不起作用。无界队列情况适用于任务间没有联系，各自肚独自运行的场景。例如，对于web系统，可以用来处理突发请求平滑处理。

有界队列：例如ArrayBlockingQueue，可以避免使用无界线程池时的的资源耗尽。但是，却不利于对请求处理的协调和控制。队列大小和线程池最大值参数之间会进行平衡处理。如：大容量队列和小容量线程池的使用可以最小化cpu使用，系统资源耗费及线程间上下文切换带来的负担。但是会造成吞吐量的降低，也无法充分使用系统的调度能力；相应的使用小队列则需要较大的线程池容量，可能造成cpu繁忙，进而造成系统无法调度现象，也会造成系统吞吐量的降低。

九、任务丢弃：

Executor关闭时，提交的任务会被丢弃；使用有界队列及有界线程池时，并且都已达到边界值时，提交的任务会被丢弃。任务丢弃会通过 RejectedExecutionHandler执行相应的丢弃策略。

默认AbortPolicy：抛出运行时异常

CallerRunsPolicy：使用提交任务的线程执行任务，这种策略提供了一种反馈机制，减缓了新任务的提交速度。

DiscardPolicy：直接丢弃任务。

DiscardOldestPolicy：丢弃任务队列头部的任务。

也可以自定义相应的丢弃策略，特别需要注意针对特定线程池容量及队列容量情况下的策略。

ThreadPoolExecutor提供了相应的beforeExecute及afterExecute方法用于在任务执行的前后执行相应的操作，如，调整任务执行的环境，重新初始化ThreadLocals，收集统计信息，添加日志等。另外，可以重写terminated方法，以在Executor完全关闭后做相应的处理。

如果钩子或者回调函数抛出异常，那么内部工作线程也会失败。

getQueue通常用于调试，其它情况不建议使用。

remove和purge可以用于大量任务取消情况下的任务队列处理。

当线程池不再被应用系统使用，并且，内部的也没有线程的时候，会被自动关闭。如果存在被闲置线程池重新声明的情况，那么需要确保对内部线程设置了合适的生存时间，及使用0核心数，设置线程可超时策略等。

如下示例：通过继承ThreadPoolExecutor实现一个可暂停，继续特性的线程池：

 

class PausableThreadPoolExecutor extends ThreadPoolExecutor {
        private boolean isPaused;
        private ReentrantLock pauseLock = new ReentrantLock();
        private Condition unpaused = pauseLock.newCondition();
        public PausableThreadPoolExecutor(...) { super(...); }
        protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) {
            super.beforeExecute(t, r);
            pauseLock.lock();
            try {
                while (isPaused) unpaused.await();
            } catch (InterruptedException ie) {
                t.interrupt();
            } finally {
                pauseLock.unlock();
            }
        }
        public void pause() {
            pauseLock.lock();
            try {
                isPaused = true;
            } finally {
                pauseLock.unlock();
            }
        }
        public void resume() {
            pauseLock.lock();
            try {
                isPaused = false;
                unpaused.signalAll();
            } finally {
                pauseLock.unlock();
            }
        }
    }}

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