什么是线程池——第一篇

Java中的线程池是运用场景最多的并发框架，几乎所有需要异步或并发执行任务的程序都可以使用线程池。

线程池的三个好处：

1. 降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。

2. 提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。

3. 提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制地创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一分配、调优和监控。

线程池的实现原理：

主要处理流程：

1. 线程池判断核心线程池里的线程是否都在执行任务。如果不是，则创建一个新的工作
   线程来执行任务。如果核心线程池里的线程都在执行任务，则进入下个流程。
2. 线程池判断工作队列是否已经满。如果工作队列没有满，则将新提交的任务存储在这 个工作队列里。如果工作队列满了，则进入下个流程。
3. 线程池判断线程池的线程是否都处于工作状态。如果没有，则创建一个新的工作线程 来执行任务。如果已经满了，则交给饱和策略来处理这个任务。

ThreadPoolExecutor执行execute方法分下面4种情况。

1）如果当前运行的线程少于corePoolSize，则创建新线程来执行任务（注意，执行这一步骤
需要获取全局锁）。

2）如果运行的线程等于或多于corePoolSize，则将任务加入BlockingQueue。

3）如果无法将任务加入BlockingQueue（队列已满），则创建新的线程来处理任务（注意，执行这一步骤需要获取全局锁）。

4）如果创建新线程将使当前运行的线程超出maximumPoolSize，任务将被拒绝，并调用
RejectedExecutionHandler.rejectedExecution()方法。

ThreadPoolExecutor采取上述步骤的总体设计思路，是为了在执行execute()方法时，尽可能地避免获取全局锁（那将会是一个严重的可伸缩瓶颈）。

在ThreadPoolExecutor完成预热之后（当前运行的线程数大于等于corePoolSize），几乎所有的execute()方法调用都是执行步骤2，而步骤2不需要获取全局锁。

RejectedExecutionHandler（饱和策略）：当队列和线程池都满了，说明线程池处于饱和状态，那么必须采取一种策略处理提交的新任务。这个策略默认情况下是AbortPolicy，表示无法处理新任务时抛出异常。在JDK 1.5中Java线程池框架提供了以下4种策略。

• AbortPolicy：直接抛出异常。
• CallerRunsPolicy：只用调用者所在线程来运行任务。
• DiscardOldestPolicy：丢弃队列里最近的一个任务，并执行当前任务。
• DiscardPolicy：不处理，丢弃掉。
  当然，也可以根据应用场景需要来实现RejectedExecutionHandler接口自定义策略。如记录
  日志或持久化存储不能处理的任务。

线程池的创建

new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime,
milliseconds,runnableTaskQueue, handler);

参数讲解

• corePoolSize（线程池的基本大小）：当提交一个任务到线程池时，线程池会创建一个线
  程来执行任务，即使其他空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程，等到需要执行的任
  务数大于线程池基本大小时就不再创建。如果调用了线程池的prestartAllCoreThreads()方法，
  线程池会提前创建并启动所有基本线程。

• maximumPoolSize（线程池最大数量）：线程池允许创建的最大线程数。如果队列满了，并且已创建的线程数小于最大线程数，则线程池会再创建新的线程执行任务。值得注意的是，如果使用了无界的任务队列这个参数就没什么效果。

• •keepAliveTime（线程活动保持时间）：线程池的工作线程空闲后，保持存活的时间。所以，
  如果任务很多，并且每个任务执行的时间比较短，可以调大时间，提高线程的利用率。

• TimeUnit（线程活动保持时间的单位）：可选的单位有天（DAYS）、小时（HOURS）、分钟
  （MINUTES）、毫秒（MILLISECONDS）、微秒（MICROSECONDS，千分之一毫秒）和纳秒
  （NANOSECONDS，千分之一微秒）。

• runnableTaskQueue（任务队列）：用于保存等待执行的任务的阻塞队列。可以选择以下几个阻塞队列。

  1. ArrayBlockingQueue：是一个基于数组结构的有界阻塞队列，此队列按FIFO（先进先出）原 则对元素进行排序。

  2. LinkedBlockingQueue：一个基于链表结构的阻塞队列，此队列按FIFO排序元素，吞吐量通
     常要高于ArrayBlockingQueue。静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool()使用了这个队列。

  3. SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用
     移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于Linked-BlockingQueue，静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。

  4. PriorityBlockingQueue：一个具有优先级的无限阻塞队列。

• ThreadFactory：用于设置创建线程的工厂，可以通过线程工厂给每个创建出来的线程设置更有意义的名字。使用开源框架guava提供的ThreadFactoryBuilder可以快速给线程池里的线程设置有意义的名字，代码如下。

new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("XX-task-%d").build();