Java线程池使用及详解

1.什么是线程

    线程池就是提前创建若干个线程，如果有任务需要处理，线程池里的线程就会处理任务，处理完之后线程并不会被销毁，而是等待下一个任务。由于创建和销毁线程都是消耗系统资源的，所以当你想要频繁的创建和销毁线程的时候就可以考虑使用线程池来提升系统的性能。

java.util.concurrent.Executors提供了一个 java.util.concurrent.Executor接口的实现用于创建线程池

2.括以下四个基本组成部分：

①线程池管理器（ThreadPool）：用于创建并管理线程池，包括 创建线程池，销毁线程池，添加新任务；
②工作线程（PoolWorker）：线程池中线程，在没有任务时处于等待状态，可以循环的执行任务；
③任务接口（Task）：每个任务必须实现的接口，以供工作线程调度任务的执行，它主要规定了任务的入口，任务执行完后的收尾工作，任务的执行状态等；
④任务队列（taskQueue）：用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。

3.线程池有什么作用？

①提高效率 创建好一定数量的线程放在池中，等需要使用的时候就从池中拿一个，比需要的时候创建一个线程对象要快的多。
②方便管理 可以编写线程池管理代码对池中的线程同一进行管理，比如说启动时有该程序创建100个线程，每当有请求的时候，就分配一个线程去工作，如果刚好并发有101个请求，那多出的这一个请求可以排队等候，避免因无休止的创建线程导致系统崩溃。

4.常见线程池：

①newSingleThreadExecutor
单个线程的线程池，即线程池中每次只有一个线程工作，单线程串行执行任务

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

②newFixedThreadExecutor(n)
固定数量的线程池，没提交一个任务就是一个线程，直到达到线程池的最大数量，然后后面进入等待队列直到前面的任务完成才继续执行

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

③newCacheThreadExecutor（推荐使用）
可缓存线程池，当线程池大小超过了处理任务所需的线程，那么就会回收部分空闲（一般是60秒无执行）的线程，当有任务来时，又智能的添加新线程来执行。

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

④newScheduleThreadExecutor
大小无限制的线程池，支持定时和周期性的执行线程

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
        return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
    }

5.我们看一下线程池的类库：

6.线程池常见参数：

 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

corePoolSize：核心线程数量，会一直存在，除非allowCoreThreadTimeOut设置为true
maximumPoolSize：线程池允许的最大线程池数量
keepAliveTime：线程数量超过corePoolSize，空闲线程的最大超时时间
unit：超时时间的单位
workQueue：工作队列，保存未执行的Runnable 任务
threadFactory：创建线程的工厂类
handler：当线程已满，工作队列也满了的时候，会被调用。被用来实现各种拒绝策略。

7.有界队列和无界队列

有界队列
1.初始的poolSize 小于 corePoolSize，提交的runnable任务，会直接做为new一个Thread的参数，立马执行 。
2.当提交的任务数超过了corePoolSize，会将当前的runable提交到一个block queue中。
3.有界队列满了之后，如果poolSize 小于 maximumPoolsize时，会尝试new 一个Thread的进行救急处理，立马执行对应的runnable任务。
4.如果3中也无法处理了，就会走到第四步执行reject操作。
无界队列
与有界队列相比，除非系统资源耗尽，否则无界的任务队列不存在任务入队失败的情况。当有新的任务到来，系统的线程数小于corePoolSize时，则新建线程执行任务。当达到corePoolSize后，就不会继续增加，若后续仍有新的任务加入，而没有空闲的线程资源，则任务直接进入队列等待。若任务创建和处理的速度差异很大，无界队列会保持快速增长，直到耗尽系统内存。

当线程池的任务缓存队列已满并且线程池中的线程数目达到maximumPoolSize，如果还有任务到来就会采取任务拒绝策略。

8.如何合理分配线程池的大小：

 

一般说来，大家认为线程池的大小经验值应该这样设置：（其中N为CPU的个数）

• 如果是CPU密集型应用，则线程池大小设置为N+1
• 如果是IO密集型应用，则线程池大小设置为2N+1