【多线程】JDK提供的线程池及应用场景
线程池
线程池的产生是为了避免重复的创建线程和回收线程。
创建线程池的优点：
1、降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建，销毁线程造成的消耗。
2、提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等待线程创建就能立即执行。
3、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。
ThreadPoolExecutor
在java线程池中的newFixedThreadPool，newSingleThreadExecutor，newCachedThreadPool，newSingleThreadScheduleExecutor，newScheduledThreadPool这五个线程池在底层都是调用了ThreadPoolExecutor（）这个构造方法。若Executors这个类无法满足需求的时候，可以自己创建自定义的线程池。
ThreadPoolExecutor类的定义如下：
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,//核心线程数--线程池初始化创建的线程数量
int maximumPoolSize,//最大线程数，线程池中能创建的最大线程数
long keepAliveTime,//线程存活时间
TimeUnit unit,//线程存活的时间单位
BlockingQueue<Runnable> workQueue,//一个阻塞队列
ThreadFactory threadFactory//拒绝策略
) {……}
- corePoolSize：核心线程数，线程池维护线程的最少数量
- maximumPoolSize：最大线程数，线程池维护线程的最大数量
- keepAliveTime：线程池维护线程所允许的空闲时间
- unit：线程池维护线程所允许的空闲时间的单位
- workQueue：线程池所使用的缓冲队列
- threadFactory：线程池对拒绝任务的处理策略
1.newFixedThreadPool
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
- nThreads：核心线程数和最大线程数都是nThreads指定值，没有非核心线程。即当线程池中的线程数超过核心线程数后，任务都会被放到阻塞队列中。
- 0L：keepAliveTime为0，非工作线程的存活时间为0。当核心线程执行完队列中的任务时，如果队列中没有任务，则核心线程死亡。优点在于极大程度的节约了系统资源。
- 使用LinkedBlockingQueue队列默认最大值是Integer.Max_Value：该队列长度是int最大值，相当于无上限。无论有多少任务都能存储在队列里等待核心线程去执行。
（1）执行流程：
- 线程数少于核心线程数，新建线程执行任务
- 线程数等于核心线程数，将任务加入阻塞队列（由于队列容量大所以可以一直加）
- 执行完任务的线程反复去队列中取任务执行
（2）适用场景：newFixedThreadPool适用于为了满足资源管理的需求，而需要限制当前线程数量的应用场景，它适用于负载比较重的服务器。
2.newSingleThreadExecutor
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
只有一个线程的线程池，多出来的任务会被放到任务队列内，待线程空闲，按先入先出的顺序执行队列中的任务。使用LinkedBlockingQueue队列（无界队列）。
（1）执行流程：
- 线程池中没有线程时，新建一个线程执行任务
- 有一个线程以后，将任务加入阻塞队列
- 唯一的这一个线程不停的去队列里取任务执行
（2）适用场景：用于串行执行任务的场景，每个任务必须按顺序执行，不需要并发执行。
3.newCachedThreadPool
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
- corePoolSize：核心线程数为0
- maximumPoolSize：最大线程数为Integer.MAX_VALUE（相当于无上限）
- keepAliveTime：非工作线程存活时间为60秒，超过后就会被回收
- unit：线程存活的时间单位为秒
- workQueue：队列使用的SynchronousQueue（SynchronousQueue是一个没有容量的队列）
newCachedThreadPool使用的队列是SynchronousQueue，这个队列的作用是传递任务，并不会保存任务。因此当提交任务的速度大于处理任务的速度时，每次提交一个任务，就会创建一个线程。极端情况下会创建过多的线程，耗尽CPU和内存资源。
（1）执行流程：
- 没有核心线程，直接向SynchronousQueue队列中提交任务
- 如果有空闲线程，就去取出任务执行；如果没有空闲线程，就新建一个
- 执行完任务的线程有60秒生存时间，如果在这个时间内可以接到新任务，就可以继续存活下去，否则就被回收
----------由于空闲60秒的线程会被终止，长时间保持空闲的newCachedThreadPool不会占用任何资源。
（2）适用场景：用于并发执行大量短期的小任务，或者是负载较轻的服务器。
4.newScheduledThreadPool
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
private static final long DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS = 10L;
- corePoolSize：核心线程数（传入）
- 默认最大线程数是Integer.MAX_VALUE
- 存活时间默认10毫秒：DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS默认10L，单位毫秒
- 队列：DelayedWorkQueue是一个无界限的队列，当添加的任务大于队列时，会重新增加队列的长度。同时DelayedWorkQueue还有着一套按超时时间升序排序的算法，遵循“左节点比右节点小的原则（下次执行的时间更短）”。
DelayedWorkQueue队列的长度具有增长型和按超时时间升序排序算法，使得ScheduledThreadPoolExecutor具有延时执行任务的特性。
（1）执行流程：
（2）适用场景：用于需要多个后台线程执行周期任务，同时需要限制线程数量的场景。
拒绝策略
JDK给我们提供了一些拒绝策略：
- AbortPolicy：直接抛出异常，系统正常工作。（默认策略）
- CallerRunsPolicy：只要线程池未关闭，该策略直接在调用者线程中执行，运行当前被丢弃的任务
- DiscardOrderstPolicy：丢弃最老的请求，尝试再次提交当前任务
- 丢弃无法处理的任务，不给予任何处理
如果需要自定义策略，需要实现RejectedExecutionHandler接口。