关于线程池的执行原理

Executor线程池实现的接口，正如源码中看到的，里面只有一个方法excute,参数是Runnable任务。

public interface Executor {
    void execute(Runnable command);
}

对于上面接口的扩展，做了如下的一个流程梳理：

（日常核心类的一个关系梳理，不代表全部）

ExecutorService接口扩展了Executor，添加了线程生命周期的管理，提供任务终止、返回任务结果等方法。AbstractExecutorService实现了ExecutorService，提供方法的默认实现逻； 另一条是定时相关的线程池使用，这篇文章赞不介绍。主角登场：ThreadPoolExecutor，继承了AbstractExecutorService，提供线程池的具体实现。我们的核心线程池使用都是围绕着这个类开展的(主角光环)，let us来分析下吧

线程池创建

ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(10);

newFixedThreadPool的corePoolSize和maximumPoolSize都设置为传入的固定数量，keepAliveTim设置为0，毫秒级别的。线程池创建后，线程数量将会固定不变，适合需要线程很稳定的场合

ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool();

newCachedThreadPool生成一个会缓存的线程池，线程数量可以从0到Integer.MAX_VALUE，超时时间为1分钟。线程池用起来的效果是：如果有空闲线程，会复用线程；如果没有空闲线程，会新建线程；如果线程空闲超过1分钟，将会被回收。

ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();

newSingleThreadExecutor目的是生成单线程串行的线程池。注意下该方法的返回的是FinalizableDelegatedExecutorService，这是区别上面的两种的线程池的一个点，想要了解更多可以查看里面的源代码。

 

ExecutorService es = Executors.newScheduledThreadPool(10);

newScheduledThreadPool将会创建一个可定时执行任务的线程池，这里就不再做多扩展了。

Executors 内部为我们提供了静态的创建线程池的方式，底层实现是基于ThreadPoolExecutor，构造函数如下：

源码中提供了四种构造函数，我们来依次认识下每个参数的含义：

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

corePoolSize是线程池的活跃线程数，也叫核心线程数。maximumPoolSize是线程池的最大上限。keepAliveTime指明空闲线程的存活时间，超出存活时间的空闲线程就会被回收。空闲线程：maximumPoolSize减去corePoolSize即叫空闲线程，unit 空闲世家单位，workQueue 指的是工作的缓冲队列，threadFactory ：线程工厂，handler：拒绝策略的方式，下图是大概的工作流：

                                       

下面详细介绍工作队列、拒绝（饱和）策略。

工作队列

线程池里的工作队列使用了blockingQueue阻塞的工作队列，因为操作系统资源是有限的，任务的处理速度有可能比不上任务的提交速度。因此，提供一个阻塞队列来保存因线程不足而等待的Runnable任务，在内部的任务处理实现也是通过生产者-消费者模式完成处理的。

JDK为BlockingQueue提供了几种实现方式，常用的有：

• ArrayBlockingQueue：数组结构的阻塞队列
• LinkedBlockingQueue：链表结构的阻塞队列
• PriorityBlockingQueue：有优先级的阻塞队列
• SynchronousQueue：不会存储元素的阻塞队列

newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor在默认情况下使用一个无界的LinkedBlockingQueue。要注意的是，如果任务一直提交，但线程池又不能及时处理，等待队列将会无限制地加长，系统资源总会有消耗殆尽的一刻。所以，推荐使用有界的等待队列，避免资源耗尽。但解决一个问题，又会带来新问题：队列填满之后，再来新任务，这个时候怎么办？后文会介绍如何处理队列饱和。

newCachedThreadPool使用的SynchronousQueue十分有趣，看名称是个队列，但它却不能存储元素。要将一个任务放进队列，必须有另一个线程去接收这个任务，一个进就有一个出，队列不会存储任何东西。因此，SynchronousQueue是一种移交机制，不能算是队列。newCachedThreadPool生成的是一个没有上限的线程池，理论上提交多少任务都可以，使用SynchronousQueue作为等待队列正合适。

 

饱和策略

饱和策略：当线程数达到醉倒maximumPoolSize,且工作队列达到最大，此时触发饱和策略机制。在线程池中定义了4种饱和策略（4个静态内部类）：DiscardPolicy（直接抛出异常，默认的饱和策略）

public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
    throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +
                                         " rejected from " +
                                         e.toString());
} 

DiscardPolicy（直接丢弃当前任务）

DiscardOldestPolicy（丢弃很久不使用的任务）

 

CallerRunsPolicy （它既不抛弃新任务，也不抛弃旧任务，而是直接在当前线程运行这个任务）

以上四种策略都实现了RejectedExecutionHandler 接口，如果我们在项目中需要重新定义拒绝策略，实现该接口即可。

 

上面介绍的线程池知识点还是比较泛泛的，里面未提到线程池的工作内部流转，大家感兴趣可以去看看源码，有不对的地方也请指教出来，互相学习。

相对于jdk1.7，1.8在Executoers 中增加了newWorkStealingPool，底层的实现是基于ForkJoinPool实现，具体的实现方式大家可以参考其他文章