线程池

1. 线程池的好处

• 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
• 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
• 提高线程的可管理性：线程是稀缺资源，如果无限制的创建，那么，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。

2. 线程池的实现原理

当提交一个新任务到线程池时，线程池处理流程如下

• 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，创建一个新的工作线程来执行任务，是，则进入下一个流程
• 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，进入下个流程
• 线程池判断线程池中的线程是否都处于工作状态，如果没有，创建一个新的工作线程来处理任务，如果已经满了，就交给饱和策略来处理这个任务

采用以上设计思路的目的：是为了在执行execute()的时候，尽可能的避免获取全局锁

工作线程：线程池创建线程时，会将线程封装成工作线程Worker，Worker在执行完任务后，还会循环获取工作队列里的任务来执行

ThreadPoolExecutor中线程执行任务的示意图如下所示

线程池中的线程执行任务分两种情况

• 在execute()方法中创建一个线程时，会让这个线程执行当前任务
• 这个线程执行完1中的方法后，会反复从BlockingQueue获取任务来执行

3. 线程池的使用

3.1 线程池的创建

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

• 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

• runnableTaskQueue：任务队列

  • 用于保存等待执行的任务的阻塞队列
    • ArrayBlockingQueue：一个基于数组结构的有界阻塞队列，按FIFO对元素排序
    • LinkedBlockingQueue：一个基于链表结构的阻塞队列，按FIFO排序元素，吞吐量高于ArrayBlockingQueue
    • SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列，每个插入操作必须等待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
    • PriorityBlockingQueue：具有优先级的无限阻塞队列

• 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

• ThreadFactory：用于设置创建线程的工厂

• 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，那么必须采用一种策略处理提交的新任务，默认是AbortPolicy，表示无法处理新任务时抛出异常
    • AbortPolicy：直接抛出异常

3.2向线程池提交任务

• execute()
  • 用于提交不需要返回值的任务，所以无法判断任务是否被执行成功
• submit()
  • 用于提交需要返回值的任务，线程池会返回一个future类型的对象，用于判断任务是否执行成功，并且可以通过future的get()方法来获取返回值，get方法会阻塞当前线程直到任务完成，带参数可以指定阻塞时间

3.3关闭线程池

可以调用shutdown和shutdownNow来关闭线程池

他们的原理是：遍历线程池中的工作线程，逐个调用线程的interrupt方法来中断线程，所以无法响应中断的任务可能永远无法终止

• shutdownNow首先将线程池的状态设置为stop，然后尝试停止所有正在执行或暂停任务的线程，并返回等待执行任务的列表
• shutdown只是将线程池的状态设置为SHUTDOWN状态，然后中断所有没有正在执行任务的线程