线程池

ThreadPoolExecutor

• corePoolSize
  线程池中的核心线程数，当提交一个任务时，线程池创建一个新线程执行任务，直到当前线程数等于corePoolSize；
  如果当前线程数为corePoolSize，继续提交的任务被保存到阻塞队列中，等待被执行；
  如果执行了线程池的prestartAllCoreThreads()方法，线程池会提前创建并启动所有核心线程。
• maximumPoolSize
  线程池中允许的最大线程数。如果当前阻塞队列满了，且继续提交任务，则创建新的线程执行任务，前提是当前线程数小于maximumPoolSize
• keepAliveTime
  线程空闲时的存活时间，即当线程没有任务执行时，继续存活的时间。默认情况下，该参数只在线程数大于corePoolSize时才有用
• workQueue
  workQueue必须是BlockingQueue阻塞队列。当线程池中的线程数超过它的corePoolSize的时候，线程会进入阻塞队列进行阻塞等待。通过workQueue，线程池实现了阻塞功能

workQueue几种排队的策略：

• 不排队，直接提交
  将任务直接交给线程处理而不保持它们，可使用SynchronousQueue
  如果不存在可用于立即运行任务的线程（即线程池中的线程都在工作），则试图把任务加入缓冲队列将会失败，因此会构造一个新的线程来处理新添加的任务，并将其加入到线程池中（corePoolSize–>maximumPoolSize扩容）
  Executors.newCachedThreadPool()采用的便是这种策略

• 无界队列
  可以使用LinkedBlockingQueue（基于链表的有界队列，FIFO），理论上是该队列可以对无限多的任务排队
  将导致在所有corePoolSize线程都工作的情况下将新任务加入到队列中。这样，创建的线程就不会超过corePoolSize，也因此，maximumPoolSize的值也就无效了

• 有界队列
  可以使用ArrayBlockingQueue（基于数组结构的有界队列，FIFO），并指定队列的最大长度
  使用有界队列可以防止资源耗尽，但也会造成超过队列大小和maximumPoolSize后，提交的任务被拒绝的问题，比较难调整和控制。

• SynchronousQueue
  SynchronousQueue是无界的，是一种无缓冲的等待队列，但是由于该Queue本身的特性，在某次添加元素后必须等待其他线程取走后才能继续添加；可以认为SynchronousQueue是一个缓存值为1的阻塞队列，但是 isEmpty()方法永远返回是true，remainingCapacity() 方法永远返回是0，remove()和removeAll() 方法永远返回是false，iterator()方法永远返回空，peek()方法永远返回null。
  声明一个SynchronousQueue有两种不同的方式，它们之间有着不太一样的行为。公平模式和非公平模式的区别:如果采用公平模式：SynchronousQueue会采用公平锁，并配合一个FIFO队列来阻塞多余的生产者和消费者，从而体系整体的公平策略；但如果是非公平模式（SynchronousQueue默认）：SynchronousQueue采用非公平锁，同时配合一个LIFO队列来管理多余的生产者和消费者，而后一种模式，如果生产者和消费者的处理速度有差距，则很容易出现饥渴的情况，即可能有某些生产者或者是消费者的数据永远都得不到处理。

• LinkedBlockingQueue
  LinkedBlockingQueue是无界的，是一个无界缓存的等待队列。
  基于链表的阻塞队列，内部维持着一个数据缓冲队列（该队列由链表构成）。当生产者往队列中放入一个数据时，队列会从生产者手中获取数据，并缓存在队列内部，而生产者立即返回；只有当队列缓冲区达到最大值缓存容量时（LinkedBlockingQueue可以通过构造函数指定该值），才会阻塞生产者队列，直到消费者从队列中消费掉一份数据，生产者线程会被唤醒，反之对于消费者这端的处理也基于同样的原理。
  LinkedBlockingQueue之所以能够高效的处理并发数据，还因为其对于生产者端和消费者端分别采用了独立的锁来控制数据同步，这也意味着在高并发的情况下生产者和消费者可以并行地操作队列中的数据，以此来提高整个队列的并发性能。

• ArrayBlockingQueue
  ArrayBlockingQueue是有界的，是一个有界缓存的等待队列。
  基于数组的阻塞队列，同LinkedBlockingQueue类似，内部维持着一个定长数据缓冲队列（该队列由数组构成）。ArrayBlockingQueue内部还保存着两个整形变量，分别标识着队列的头部和尾部在数组中的位置。
  ArrayBlockingQueue在生产者放入数据和消费者获取数据，都是共用同一个锁对象，由此也意味着两者无法真正并行运行，这点尤其不同于LinkedBlockingQueue；按照实现原理来分析，ArrayBlockingQueue完全可以采用分离锁，从而实现生产者和消费者操作的完全并行运行。Doug Lea之所以没这样去做，也许是因为ArrayBlockingQueue的数据写入和获取操作已经足够轻巧，以至于引入独立的锁机制，除了给代码带来额外的复杂性外，其在性能上完全占不到任何便宜。 ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue间还有一个明显的不同之处在于，前者在插入或删除元素时不会产生或销毁任何额外的对象实例，而后者则会生成一个额外的Node对象。这在长时间内需要高效并发地处理大批量数据的系统中，其对于GC的影响还是存在一定的区别。
  ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue是两个最普通、最常用的阻塞队列，一般情况下，处理多线程间的生产者消费者问题，使用这两个类足以。

threadFactory

创建线程的工厂，通过自定义的线程工厂可以给每个新建的线程设置一个具有识别度的线程名

Executors静态工厂里默认的threadFactory，线程的命名规则是“pool-数字-thread-数字”

RejectedExecutionHandler（饱和策略）

线程池的饱和策略，当阻塞队列满了，且没有空闲的工作线程，如果继续提交任务，必须采取一种策略处理该任务，线程池提供了4种策略：
（1）AbortPolicy：直接抛出异常，默认策略；
（2）CallerRunsPolicy：用调用者所在的线程来执行任务；
（3）DiscardOldestPolicy：丢弃阻塞队列中靠最前的任务，并执行当前任务；
（4）DiscardPolicy：直接丢弃任务；

hreadPoolExecutor线程池执行流程

• （1）如果线程池中的线程数量少于corePoolSize，就创建新的线程来执行新添加的任务；
• （2）如果线程池中的线程数量大于等于corePoolSize，但队列workQueue未满，则将新添加的任务放到workQueue中，按照FIFO的原则依次等待执行（线程池中有线程空闲出来后依次将队列中的任务交付给空闲的线程执行）；
• （3）如果线程池中的线程数量大于等于corePoolSize，且队列workQueue已满，但线程池中的线程数量小于maximumPoolSize，则会创建新的线程来处理被添加的任务；
• （4）如果线程池中的线程数量等于了maximumPoolSize，就用RejectedExecutionHandler来做拒绝处理
  总结，当有新的任务要处理时，先看线程池中的线程数量是否大于corePoolSize，再看缓冲队列workQueue是否满，最后看线程池中的线程数量是否大于maximumPoolSize
  另外，当线程池中的线程数量大于corePoolSize时，如果里面有线程的空闲时间超过了keepAliveTime，就将其移除线程池

Executors静态工厂创建几种常用线程池

• newFixedThreadPool
  创建一个指定工作线程数的线程池，其中参数 corePoolSize 和 maximumPoolSize 相等，阻塞队列基于LinkedBlockingQueue
  它是一个典型且优秀的线程池，它具有线程池提高程序效率和节省创建线程时所耗的开销的优点。但是在线程池空闲时，即线程池中没有可运行任务时，它也不会释放工作线程，还会占用一定的系统资源
• newSingleThreadExecutor
  初始化的线程池中只有一个线程，如果该线程异常结束，会重新创建一个新的线程继续执行任务，唯一的线程可以保证所提交任务的顺序执行，内部使用LinkedBlockingQueue作为阻塞队列
• newCachedThreadPool
  创建一个可缓存工作线程的线程池，默认存活时间60秒，线程池的线程数可达到Integer.MAX_VALUE，即2147483647，内部使用SynchronousQueue作为阻塞队列；
  在没有任务执行时，当线程的空闲时间超过keepAliveTime，则工作线程将会终止，当提交新任务时，如果没有空闲线程，则创建新线程执行任务，会导致一定的系统开销
• newScheduledThreadPool
  
  ScheduledExecutorService#scheduleAtFixedRate() 指的是“以固定的频率”执行，period（周期）指的是两次成功执行之间的时间
  比如，scheduleAtFixedRate(command, 5, 2, second)，第一次开始执行是5s后，假如执行耗时1s，那么下次开始执行是7s后，再下次开始执行是9s后
  而ScheduledExecutorService#scheduleWithFixedDelay() 指的是“以固定的延时”执行，delay（延时）指的是一次执行终止和下一次执行开始之间的延迟
  还是上例，scheduleWithFixedDelay(command, 5, 2, second)，第一次开始执行是5s后，假如执行耗时1s，执行完成时间是6s后，那么下次开始执行是8s后，再下次开始执行是11s后

向线程池提交任务

可以使用execute提交的任务，但是execute方法没有返回值，所以无法判断任务知否被线程池执行成功
我们也可以使用submit 方法来提交任务，它会返回一个future,那么我们可以通过这个future来判断任务是否执行成功，通过future的get方法来获取返回值，get方法会阻塞住直到任务完成，而使用get(long timeout, TimeUnit unit)方法则会阻塞一段时间后立即返回，这时有可能任务没有执行完。

线程池的关闭

我们可以通过调用线程池的shutdown或shutdownNow方法来关闭线程池，但是它们的实现原理不同，shutdown的原理是只是将线程池的状态设置成SHUTDOWN状态，然后中断所有没有正在执行任务的线程。shutdownNow的原理是遍历线程池中的工作线程，然后逐个调用线程的interrupt方法来中断线程，所以无法响应中断的任务可能永远无法终止。shutdownNow会首先将线程池的状态设置成STOP，然后尝试停止所有的正在执行或暂停任务的线程，并返回等待执行任务的列表。
只要调用了这两个关闭方法的其中一个，isShutdown方法就会返回true。当所有的任务都已关闭后,才表示线程池关闭成功，这时调用isTerminaed方法会返回true。至于我们应该调用哪一种方法来关闭线程池，应该由提交到线程池的任务特性决定，通常调用shutdown来关闭线程池，如果任务不一定要执行完，则可以调用shutdownNow。