多线程与并发-线程池-ThreadPoolExecutor

多线程与并发-线程池-ThreadPoolExecutor

概述：
线程池这东西很常见，使用的原因更好的对线程进行管理，就是减少线程创建销毁的开销。
虽然有几个现成的创建方法，但很多公司都不建议使用，而要求一定要通过ThreadPoolExecutor来创建，明确运行规则，指定更合适的参数。
这是一个参数最全的重载方法

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler)

一共有7个参数
corePoolSize，核心线程数
当有任务进来的时候，如果当前线程数未达到corePoolSize个数，则创建核心线程。
特点：

• 当线程数未达到最大值的时候，新任务进来，即时有空闲线程也不会复用，仍然创建新的线程。
• 核心线程一般不会被销毁，即使处于空闲状态，但是可以通过allowCoreThreadTimeOut(boolean value) 设置为 true ，这时核心线程的空闲时间超过keepAliveTime设定的时间时会被销毁

maximumPoolSize，最大线程池大小
线程池的最大的大小。
当核心线程已满，并且阻塞队列已满时，将判断当前线程数量是否达到最大值，如果未达到则创建一个非核心线程加入线程池，当线程数量>corePoolSize的时候，如果有线程的空闲时间超过keepAliveTime的时候将被销毁

keepAliveTime，超时时间
就是上述两个参数中提到的空闲时间，也就是线程最大空闲时间，默认用于非核心线程，通过 allowCoreThreadTimeOut(boolean value) 方法设置后，也会用于核心线程。（当然线程池中并没有对线程进行标记是否为核心线程，当数量超过核心线程数时，任意线程只有空闲时间超过设定值就会被销毁）。
当设置为0时，直接销毁非核心线程
unit，时间单位
这个参数与keepAliveTime是一起的，设定的就是超时时间的时间单位，秒、分、时等。

workQueue，阻塞队列
当核心线程池没有空闲时，将把任务任务加入阻塞队列。这个参数对线程池执行策略有很大影响。
有界队列：队列长度有上限，当核心线程已满时，新任务加入阻塞队列，阻塞队列已满时将根据maximumPoolSize判断是否创建新的线程加入线程池，当达到最大值时，将根据拒绝策略处理后续的任务。
无界队列：队列没有上限，也就是意味着队列永远不会达到上限，也就是说永远不会创建非核心线程，任务的处理速度有限。同时新来任务可以无限的向队列中添加。（警惕任务队列无限堆积的风险）

名称	是否有界	结构	默认值长度	最大值	备注
ArrayBlockingQueue	有界	数组	初始化指定大小
LinkedBlockingQueue	有界	链表	Integer.MAX_VALUE	Integer.MAX_VALUE	出队和入队使用两把锁来实现
PriorityBlockingQueue	无界	数组，堆	11	Integer.MAX_VALUE-8	支持优先级但不能保证同优先级元素的顺序
DelayQueue	无界	PriorityQueue	11		创建元素时可以指定多久才能从队列中获取当前元素
LinkedTransferQueue	无界	链表			CAS实现
LinkedBlockingDeque	无界	链表			双向阻塞队列
SynchronousQueue		队列(公平)，栈(非公平)	0	内部没有任何存放元素的能力	CAS实现，对本人这有点像生成者消费者中锁的通信

threadFactory，线程工厂
指定线程池中线程的创建方式，用于实现生成线程的方式、定义线程名格式、是否后台执行等等，可以用 Executors.defaultThreadFactory() 默认的实现即可，也可以用 Guava 等三方库提供的方法实现，如果有特殊要求的话可以自己定义。它最重要的地方应该就是定义线程名称的格式，便于排查问题了吧。（可以把业务请求编号等信息作为线程名称）。

handler，拒绝策略
当没有空闲的线程(线程池达到最大值maximumPoolSize)处理任务，并且等待队列已满（当然这只对有界队列有效），再有新任务进来的话，就要做一些取舍了，而这个参数就是指定取舍策略的，有下面四种策略可以选择：

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy//直接抛出异常，这是默认策略； 
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy//直接丢弃任务，但是不抛出异常。 
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy//丢弃队列最前面的任务，然后将新来的任务加入等待队列
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy//由线程池所在的线程处理该任务，比如在 main 函数中创建线程池，如果执行此策略，将有 main 线程来执行该任务

现有方法创建线程池（不提倡）：
虽然并不提倡用 Executors 中的方法来创建线程池，但还是用他们来讲一下几种线程池的原理。
先看一下一部分源码（有部分重载方法没有展示，有threadFactory的参数重载方法）：
newFixedThreadPool

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

newSingleThreadExecutor

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

newCachedThreadPool

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
}

newScheduledThreadPool
继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现，周期性任务调度的类实现。关于周期调度的暂不做展开。

以上几种总结一下：

方法	corePoolSize	maximumPoolSize	keepAliveTime	unit	workQueue	threadFactory	handler
newFixedThreadPool	nThreads	nThreads	0L	TimeUnit.MILLISECONDS	LinkedBlockingQueue	threadFactory
newSingleThreadExecutor	1	1	0L	TimeUnit.MILLISECONDS	LinkedBlockingQueue	threadFactory
newCachedThreadPool	0	Integer.MAX_VALUE	60L	TimeUnit.SECONDS	SynchronousQueue	threadFactory

以上由ThreadPoolExecutor实现，只是参数有所不同。
不推荐使用的原因：

• newFixedThreadPool
  由于使用默认使用的是 LinkedBlockingQueue 作为等待队列，这是一个无界队列，这也是使用它的风险所在，除非你能保证提交的任务不会无节制的增长，否则不要使用无界队列，这样有可能造成等待队列无限增加，造成 OOM。
• newSingleThreadExecutor
  与newFixedThreadPool类似，只是设定了线程池大小为1，理由同上。
• newCachedThreadPool
  关键点就在于它使用 SynchronousQueue 作为等待队列，它不会保留任务，新任务进来后，直接创建临时线程处理，这样一来，也就容易造成无限制的创建线程，造成 OOM
• newScheduledThreadPool
  计划型线程池，可以设置固定时间的延时或者定期执行任务，同样是看线程池中有没有空闲线程，如果有，直接拿来使用，如果没有，则新建线程加入池。使用的是 DelayedWorkQueue 作为等待队列，这中类型的队列会保证只有到了指定的延时时间，才会执行任务