线程池基础
一、java.util.concurrent包下的线程池相关的类和接口
JUC包下的三个接口：
1、Executor：运行新任务的简单接口，将任务提交和任务执行细节解耦
2、ExecutorService：具备管理执行器和任务生命周期方法，提交任务机制更完善
3、ScheduledExecutorService：支持Future和定期执行任务
ThreadPoolExecutor、ForkJoinPool、ScheduledThreadPoolExecutor使用创建线程池实例的，通过executors工具类来创建：
1、newFixedThreadPool(int nThreads)
指定工作线程数量的线程池
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); }
2、newCachedThreadPool()
处理短时间工作任务的线程池，
（1）试图缓存线程并重用，当无缓存线程可用，就会创建新的工作线程；
（2）如果线程闲置时间超过阀值，则会被终止并移除缓存。
（3）系统长时间闲置时，不会消耗什么资源
执行execute方法时，首先会先执行SynchronousQueue的offer方法提交任务，并查询线程池中是否有空闲线程来执行SynchronousQueue的poll方法来移除任务。如果有，则配对成功，将任务交给这个空闲线程。否则，配对失败，创建新的线程去处理任务；当线程池中的线程空闲时，会执行SynchronousQueue的poll方法等待执行SynchronousQueue中新提交的任务。若超过60s依然没有任务提交到SynchronousQueue，这个空闲线程就会终止；因为maximumPoolSize是无界的，所以提交任务的速度 > 线程池中线程处理任务的速度就要不断创建新线程；每次提交任务，都会立即有线程去处理，因此CachedThreadPool适用于处理大量、耗时少的任务。
public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>()); }
3、newSingleThreadExcutor()
创建唯一的工作线程来执行任务，如果线程异常结束，会有另一个线程来取代他。
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); }
4、newSingleThreadScheduledExcutor()与newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
定时或者周期性的工作调度，两者的区别在于单一的工作线程还是多个线程
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() { return new DelegatedScheduledExecutorService (new ScheduledThreadPoolExecutor(1)); }
5、newWordStealingPool()
内部会构建ForkJoinPool，利用working-stealing算法，并行的处理任务，不保证处理顺序。
fork/join把大任务切割成小任务执行，最终汇总每个小任务结果后得到大任务结果的框架。
public static ExecutorService newWorkStealingPool() { return new ForkJoinPool (Runtime.getRuntime().availableProcessors(), ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory, null, true); }
可以看出：
newFixedThreadPool(int nThreads)、newCachedThreadPool()、newSingleThreadExcutor()使用的是ThreadPoolExecutor类来创建线程；
newSingleThreadScheduledExcutor()与newScheduledThreadPool(int corePoolSize)使用的是ScheduledThreadPoolExecutor类；
newWordStealingPool()使用的是ForkJoinPool类。
运行一个线程池：
import lombok.SneakyThrows; import java.util.concurrent.*; public class ThreadPoolTest { @SneakyThrows public static void main(String[] args){ Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(3); executor.execute(new MyRunnable()); } static class MyRunnable implements Runnable{ @SneakyThrows @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":is start..."); Thread.sleep(300); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":is over..."); } } }
二、通过ThreadPoolExecutor构造一个线程池需要用到的参数。
1、corePoolSize:核心线程数，长久存在
2、maximumPoolSiz：最大线程数
3、workQueue：任务等待队列，java默认的等待队列没有限制，会无限存放，容易造成内存泄漏。
4、keepLiveTime：空闲线程（大于corePoolSize数的线程）的存在时间
5、TimeUnit：一个时间类型的枚举类。有从纳秒到天的时间量度，配合上面的keepAliveTime确定非核心线程的存活时间。
6、threadFactory：线程工厂，创建新线程，Executors.defaultThreadFactory()
7、RejectedExecutionHandler：线程池饱和策略，有以下4种
AbortPolicy：直接抛弃异常，这是默认策略
CallerRunsPolicy：用调用者所在的线程来执行任务
DiscardOldestPolicy：丢弃队列中靠最前的任务，并执行当前任务
DiscardPolicy：直接丢弃任务
实现RejectedExecutionHandlerjiekou的自定义handler。
自定义一个线程池：
import lombok.SneakyThrows; import java.util.concurrent.*; public class ThreadPoolTest { @SneakyThrows public static void main(String[] args){ int corePoolSize = 3;//核心线程数 int maximumPoolSize = 10;//最大线程数 int keepAliveTime = 2;//空闲线程存活时间 TimeUnit unit = TimeUnit.MILLISECONDS;//keepAliveTime时间单位 BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<>();//等待队列 ThreadFactory threadFactory = Executors.defaultThreadFactory();//线程工厂，用于创建线程 RejectedExecutionHandler handler = new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();//线程池饱和策略 ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor( corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, queue, threadFactory, handler ); executor.execute(new MyRunnable()); } static class MyRunnable implements Runnable{ @SneakyThrows @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":is start..."); Thread.sleep(300); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":is over..."); } } }
结果：
pool-1-thread-1:is start...
pool-1-thread-1:is over...
三、当线程池有新任务提交execute执行时。
1、如果线程池中的线程少于corePoolSize，则创建新的线程来处理任务，即使线程池中的其他线程是空闲的。
2、如果线程池中的的线程大于corePoolSize且小于maximunPoolSize，则只用当workQueue满时才创建新的线程去处理任务。
3、如果设置的corePoolSize和maximumPoolSize相同，若workQueue未满，则将请求放入workQueue中，等待有空闲的线程去workQueue中取任务。
4、如果运行的线程数量大于等于maximumPoolSize，这时如果workQueue已经满了，则通过handler所指定的策略来处理任务。
四、线程池的状态
running：能接受新提交的任务，并且也能处理阻队列中的任务
shutdown：等待线程任务完成，不再接受新提交的任务，也不处理队列中的任务
stop：不等待线程任务完成，不再接受新提交的任务，也不处理队列中的任务
tidying：所有的任务都已终止
terminated：terminated()方法执行完后进入的状态
五、ExecutorService中的方法
1、submit，可以接收返回值
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
需要先实现Callable接口，Callable是个函数式接口，类似于Runnable，但是它的call方法需要设定返回值类型。
submit传回一个Future对象，调用它的get方法可以获得返回值。
结果：
2、关闭线程池
shutdown方法，等待所有线程执行完毕后，不再接受新提交的任务，也不处理队列中的任务，然后关闭线程池。
shutdownNow，立即关闭线程池，不等待线程执行完毕。
import lombok.SneakyThrows; import java.util.concurrent.*; public class ThreadPoolTest { @SneakyThrows public static void main(String[] args){ int corePoolSize = 3;//核心线程数 int maximumPoolSize = 10;//最大线程数 int keepAliveTime = 2;//空闲线程存活时间 TimeUnit unit = TimeUnit.MILLISECONDS;//keepAliveTime时间单位 BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<>();//等待队列 ThreadFactory threadFactory = Executors.defaultThreadFactory();//线程工厂，用于创建线程 RejectedExecutionHandler handler = new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();//线程池饱和策略 ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor( corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, queue, threadFactory, handler ); executor.execute(new MyRunnable()); // executor.shutdown(); // executor.shutdownNow(); } static class MyRunnable implements Runnable{ @SneakyThrows @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":is start..."); Thread.sleep(300); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":is over..."); } } }
使用shutdown：
pool-1-thread-1:is start...
pool-1-thread-1:is over...
使用shutdownNow：
pool-1-thread-1:is start... Exception in thread "pool-1-thread-1" java.lang.Error: java.lang.InterruptedException: sleep interrupted at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1155) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624) at java.lang.Thread.run(Thread.java:748) Caused by: java.lang.InterruptedException: sleep interrupted at java.lang.Thread.sleep(Native Method) at com.imooc.basic.thread.ThreadPoolTest$MyRunnable.run(ThreadPoolTest.java:41) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149) ... 2 more
之所以会产生异常，因为shutdownNow方法会调用了线程的Interrupted方法，这里没有处理异常而是直接抛出。但是从结果可以看出线程没有over，已被中断。
import lombok.SneakyThrows; import java.util.concurrent.Executor; import java.util.concurrent.Executors; public class ThreadPoolTest { public static void main(String[] args){ Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(3); executor.execute(new ThreadTest()); } static class ThreadTest implements Runnable{ @SneakyThrows @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":is start..."); Thread.sleep(300); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":is over..."); } } }
