Java线程池及配置参数详解

一、线程池的优点

合理利用线程池能够带来三个好处。

第一：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。

第二：提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。

第三：提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，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的分配，调优和监控。

二、线程池的创建

//参数初始化
private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
//核心线程数量大小
private static final int corePoolSize = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));
//线程池最大容纳线程数
private static final int maximumPoolSize = CPU_COUNT * 2 + 1;
//线程空闲后的存活时长
private static final int keepAliveTime = 30;

//任务过多后，存储任务的一个阻塞队列
BlockingQueue  workQueue = new SynchronousQueue<>();

//线程的创建工厂
ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactory() {
    private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);

    public Thread newThread(Runnable r) {
        return new Thread(r, "AdvacnedAsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
    }
};

//线程池任务满载后采取的任务拒绝策略
RejectedExecutionHandler rejectHandler = new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy();

//线程池对象，创建线程
ThreadPoolExecutor mExecute = new ThreadPoolExecutor(
        corePoolSize, //线程池的核心线程数
        maximumPoolSize,//线程池所能容纳的最大线程数
        keepAliveTime,//线程的空闲时间
        TimeUnit.SECONDS,//keepAliveTime对应的单位
        workQueue,//线程池中的任务队列
        threadFactory, //线程工厂
        rejectHandler//当任务无法被执行时的拒绝策略
);

创建一个线程池需要输入几个参数：

• 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。
• 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 （先进先出） 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LinkedBlockingQueue，静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。
4. PriorityBlockingQueue：一个具有优先级得无限阻塞队列。

• maximumPoolSize（线程池最大大小）：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。
• 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，Debug和定位问题时非常又帮助。
• 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。以下是JDK1.5提供的四种策略。

1、ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:

      当线程池中的数量等于最大线程数时抛 java.util.concurrent.RejectedExecutionException 异常，涉及到该异常的任务也不会被执行，线程池默认的拒绝策略就是该策略。

        2、ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()：

            当线程池中的数量等于最大线程数时,默默丢弃不能执行的新加任务，不报任何异常。

        3、ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy():

            当线程池中的数量等于最大线程数时，重试添加当前的任务；它会自动重复调用execute()方法。

        4、ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy():

            当线程池中的数量等于最大线程数时,抛弃线程池中工作队列头部的任务(即等待时间最久的任务)，并执行当前任务。

• 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，可以调大这个时间，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)和毫微秒(NANOSECONDS, 千分之一微秒)。

三、线程池的工作原则

1. 当线程池中线程数量小于 corePoolSize 则创建线程，并处理请求。
2. 当线程池中线程数量大于等于 corePoolSize 时，则把请求放入 workQueue 中,随着线程池中的核心线程们不断执行任务，只要线程池中有空闲的核心线程，线程池就从 workQueue 中取任务并处理。
3. 当 taskQueue 已存满，放不下新任务时则新建非核心线程入池，并处理请求直到线程数目达到 maximumPoolSize（最大线程数量设置值）。
4. 如果线程池中线程数大于 maximumPoolSize 则使用 RejectedExecutionHandler 来进行任务拒绝处理。