java线程池介绍及运行流程

线程模型

线程模型分为：内核线程、用户线程。

操作系统中内存空间也是分为：内核空间、用户空间。

    对于操作系统来说，操作系统只能识别内核线程，而对于用户线程，操作系统是无感知的，也就是说不识别的。
　用户线程想得到cpu的使用权，必须要通过内核线程去间接操作。 为什么要这样设计呢？是为了提高安全性，就像是进程隔离一样。

   内核线程才具有cpu的强夺权，用户线程不具备抢夺使用权的资源。

多核cpu可以实现真正的并行吗？

    多核cpu可以实现真正的并行，一个内核线程获取一个核心的cpu的使用率，其他内核线程可以获取其他核心的使用率，从而实现真正并行。

    　jvm使用的就是内核线程模型，也就是说当我们手动创建一个线程后，任务管理器中的内核线程数量一会一直加。

    jvm中的线程模型和内核线程是1对1的关系，也就是说在java冲创建一个线程，就会有一个内核线程在操作系统中被创建。

   对于操作系统来说，线程执行并不是说一个线程一直在执行，而是这个线程运行一下，那个线程运行一下，采用一种中断机制；也正是因为这种中断机制，而每次线程中断，都要保护好其他线程运行的线程环境，然后进行线程的上下文切换。
　

为什么要使用线程池？

1、线程的创建和销毁对于操作系统来说是重量级操作。
2、线程频繁的上下文切换，需要大量的资源。
3、可以提高线程的重用性，能够更好的管理线程。
等等

如何使用线程池呢？

jdk提供的api依赖关系图，注意这里只是部分依赖

jdk中提供了五种线程池。

在jdk中提供了一个工具类Executors可以来创建线程池。
以下是Executors类的结构。

newFixedThreadPool：固定线程数的线程池。

newWorkStealingPool：可以偷其他线程队列中的任务，线程池中维护了多个任务队列。

newSingleThreadExecutor：一个线程的线程池。

newCachedThreadPool：无界限创建线程的线程池。

newScheduledThreadPool：可以定时的线程线程池。

一般我们会选择哪个线程池呢？

答案是：哪个都不选。

为什么哪个都不选呢？让我们看下一下这些提供出来的线程池是如何创建的。
例如：newFixedThreadPool线程池，它的内部创建了一个LinikedBlockingQueue的队列。
这个队列就是用来存储任务的队列。

继续点进去，发现它是创建了一个Integer.MAX_VALUE大小的队列，这里的大小就是2^31-1

试想一下，如果有大量的请求一直发送到后台，这个队列就可以无限的接受队列。就很容易出现OOM异常。

可以查看一下其他几种线程池，发现除了newWorkStealingPool，其他四个都是这样子的。

那我们到底如何使用线程呢？

从上图我们可以看到，其实Executors提供创建的线程池的方法都是在创建ThreadPoolExecutor对象。我们就是要来使用ThreadPoolExecutor自己创建线程池。

首先，让我们来看下ThreadPoolExecutor有哪些参数：

1、int corePoolSize：
　核心工作线程数，线程池启动创建的线程数。

2、int maximumPoolSize：
　最大线程数，平时只有核心数个线程在执行，如果任务特别多，任务队列满了之后，就会出创建临时线程。
　能够创建多少个临时线程呢？临时线程数＝最大线程数－核心工作线程数

3、long keepAliveTime：
　临时线程空闲最大的存活时间。
　
4、TimeUnit unit：
　存活时间单位。

5、BlockingQueue workQueue：
　当任务数超过核心工作线程数之后用于存储任务的队列。。
　任务队列也有分：
　　有界队列：
　　 　只能存储指定数量个任务进队列中。
　　 　
　　无界队列：
　　　可以无限将任务存储进队列中，只要硬件条件允许。
　　
　　阻塞队列：
　　　同一个时刻只能一个一个任务入队列，是有序的，是线程安全的。

6、ThreadFactory threadFactory：
　线程创建工厂，一般我们使用默认的Executors.defaultThreadFactory()。

7、RejectedExecutionHandler handler：
　拒绝策略，当任务数超过最大线程数之后，并且任务队列也存储满了，如果还有任务到来，任务就无法处理。拒绝策略就是为了解决这种问题而产生的。
　
　默认提供了四种拒绝策略。默认使用的是AbortPolicy，也可以自己自定义拒绝策略。例如：如果任务队列满了，可以记录到日志中，然后在进行重新入队操作。
　
jdk提供的四种策略：
AbortPolicy：
　丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
　
DiscardPolicy：
　如果任务队列满了，直接丢弃任务，也不抛出异常。
　
CallerRunsPolicy：
　由提交任务到线程池的那个线程来处理该任务。
　
　
DiscardOldestPolicy：
　丢弃任务队列中最前面的任务，并且将当前提交的任务存入任务队列中。

创建拒绝策略对象：
例如：

ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy discardPolicy = new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy();

也可以自定义拒绝策略，创建一个类实现RejectedExecutionHandler接口。

线程池运行流程

    线程池启动，初始化线程池。线程池通过线程工厂创建核心线程。
　当任务过来之后，先将任务交给核心线程执行；如果核心线程还有，则当任务来了之后，直接创建核心线程并且将任务交给核心线程处理。
　如果没有足够的核心线程，就将任务存入任务队列中，如果任务队列满了，则创建临时线程，然后将任务交给临时线程处理。如果临时线程数+核心线程数创建的数量等于最大线程数；并且任务队列也满了，则会执行拒绝策略。

线程池什么时候才会销毁呢？

1、corePoolSize设置为0，只设置最大线程数，这样所有的线程都是临时线程，只要任务处理完了之后，并且线程超过了keepAliveTime时间，就会被销毁了。
2、jdk1.6起，支持allowCoreThreadTimeOut，表示核心线程也和临时线程一样接受keepAliveTime的管理。
所以，只要线程池调用allowCoreThreadTimeOut(true) 方法，设置allowCoreThreadTimeOut的值为true。
3、添加完任务之后，使用shutdown()方方法，当所有的任务执行完之后，就会自动关闭线程池了，需要注意的是，调用了shutdown()方法后，线程池不能接收新的任务了。

注意:
　1、任务队列满了才会创建非核心线程数去执行任务，并且如果非核心线程空闲了一段时间 (保活时间keepAliveTime) 之后，这些线程会被销毁。