Java并发包 Executor框架 ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor是Java线程池的核心类，以内部线程池的形式对外提供管理任务执行，线程调度，线程池管理等等服务。

线程池实现原理

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线程池的执行流程

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线程池的构造函数

构造函数	说明
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue workQueue)
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue workQueue,ThreadFactory threadFactory)
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue workQueue,RejectedExecutionHandler handler)
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler)

参数说明

• int corePoolSize：该线程池中核心线程数最大值

线程池新建线程的时候，如果当前线程总数小于corePoolSize，则新建的是核心线程，如果超过corePoolSize，则新建的是非核心线程。

如果核心线程池有空闲位置，这是新的任务就会被核心线程池新建一个线程执行，执行完毕后不会销毁线程，线程会进入缓存队列等待再次被运行。

核心线程默认情况下会一直存活在线程池中，即使这个核心线程啥也不干(闲置状态)。

如果指定ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut这个属性为true，那么核心线程如果不干活(闲置状态)的话，超过一定时间(时长下面参数决定)，就会被销毁掉

很好理解吧，正常情况下你不干活我也养你，因为我总有用到你的时候，但有时候特殊情况(比如我自己都养不起了)，那你不干活我就要把你干掉了

• int maximumPoolSize：该线程池中线程总数最大值

线程总数 = 核心线程数 + 非核心线程数。

如果核心线程池和缓存队列都已经满了，新的任务进来就会创建新的线程来执行。但是数量不能超过maximunPoolSize，否侧会采取拒绝接受任务策略

• long keepAliveTime：该线程池中非核心线程闲置超时时长

一个非核心线程，如果不干活(闲置状态)的时长超过这个参数所设定的时长，就会被销毁掉

这个参数默认只有在线程数量超过核心线程池大小时才会起作用。只要线程数量不超过核心线程大小，就不会起作用。

如果设置allowCoreThreadTimeOut = true，则会作用于核心线程

• TimeUnit unit：keepAliveTime的单位

TimeUnit是一个枚举类型，其包括：

• NANOSECONDS ： 1微毫秒 = 1微秒 / 1000
• MICROSECONDS ： 1微秒 = 1毫秒 / 1000
• MILLISECONDS ： 1毫秒 = 1秒 /1000
• SECONDS ： 秒
• MINUTES ： 分
• HOURS ： 小时
• DAYS ： 天

• BlockingQueue workQueue：该线程池中的任务队列：维护着等待执行的Runnable对象

当所有的核心线程都在干活时，新添加的任务会被添加到这个队列中等待处理，如果队列满了，则新建非核心线程执行任务

常用的workQueue类型：

• SynchronousQueue：直接提交，这个队列接收到任务的时候，会直接提交给线程处理，而不保留它，如果所有线程都在工作怎么办？那就新建一个线程来处理这个任务！所以为了保证不出现<线程数达到了maximumPoolSize而不能新建线程>的错误，使用这个类型队列的时候，maximumPoolSize一般指定成Integer.MAX_VALUE，即无限大
• LinkedBlockingQueue：无界队列，这个队列接收到任务的时候，如果当前线程数小于核心线程数，则新建线程(核心线程)处理任务；如果当前线程数等于核心线程数，则进入队列等待。由于这个队列没有最大值限制，即所有超过核心线程数的任务都将被添加到队列中，这也就导致了maximumPoolSize的设定失效，因为总线程数永远不会超过corePoolSize
• ArrayBlockingQueue：有界队列，可以限定队列的长度，接收到任务的时候，如果没有达到corePoolSize的值，则新建线程(核心线程)执行任务，如果达到了，则入队等候，如果队列已满，则新建线程(非核心线程)执行任务，又如果总线程数到了maximumPoolSize，并且队列也满了，则发生错误
• DelayQueue：队列内元素必须实现Delayed接口，这就意味着你传进去的任务必须先实现Delayed接口。这个队列接收到任务时，首先先入队，只有达到了指定的延时时间，才会执行任务
• PriorityBlockingQueue：一个具有优先级的无限阻塞队列。

• ThreadFactory threadFactory：线程工厂，用来创建线程

这是一个接口，你new他的时候需要实现他的Thread newThread(Runnable r)方法，一般用不上

• RejectedExecutionHandler handler：拒绝处理策略

线程数量大于最大线程数就会采用拒绝处理策略
有四种策略：

• ThreadPoolExecutor.AbortPolicy：丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
• ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。
• ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程）
• ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务

线程池状态

线程池有五种状态

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状态	说明
RUNNING	线程池接受新任务并处理排队的任务
SHUTDOWN	不接受新任务，但是仍处理排队的任务
STOP	线程池不接受新的任务，也不处理正在排队的任务，并且中断正在运行的任务
TIDYING	当所有的任务已终止并且任务集的长度为0线程池会变为TIDYING状态。当线程池变为TIDYING状态时，会执行钩子函数terminated()。terminated()在ThreadPoolExecutor类中是空的，若用户想在线程池变为TIDYING时，进行相应的处理；可以通过重载terminated()函数来实现。
TERMINATED	线程池彻底终止，就变成TERMINATED状态。

状态变化	解析
RUNNING	线程池的初始化状态是RUNNING。换句话说，线程池被一旦被创建，就处于RUNNING状态，并且线程池中的任务数为0
RUNNING -> SHUTDOWN	调用线程池的shutdown()接口时，线程池由RUNNING -> SHUTDOWN
(RUNNING or SHUTDOWN) -> STOP	调用线程池的shutdownNow()接口时，线程池由(RUNNING or SHUTDOWN ) -> STOP
SHUTDOWN -> TIDYING	当线程池在SHUTDOWN状态下，阻塞队列为空并且线程池中执行的任务也为空时，就会由 SHUTDOWN -> TIDYING。
STOP -> TIDYING	当线程池在STOP状态下，线程池中执行的任务为空时，就会由STOP -> TIDYING。
TIDYING -> TERMINATED	线程池处在TIDYING状态时，执行完terminated()之后，就会由 TIDYING -> TERMINATED。

线程池的创建

一般通过工厂类Executors创建线程池，Executors提供了四种线程池

• newFixedThreadPool(int nThreads)：创建固定数目线程的线程池。
• newCachedThreadPool()：创建一个可缓存的线程池
• newSingleThreadExecutor()：创建一个单线程的线程池
• newScheduledThreadPool(int corePoolSize)：创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池，多数情况下可用来替代Timer类。

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• https://www.jianshu.com/p/210eab345423
• https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3932921.html
• https://blog.csdn.net/l_kanglin/article/details/57411851