（六）ThreadPoolExecutor自定义线程池
上一篇中提到四种线程池的创建方式，最后还是会 new ThreadPoolExecutor（），所以 我们可以使用 new ThreadPoolExecutor()的方法创建自定义的线程。
可以看到 ThreadPoolExecutor 是 ExecutorService的实现类：
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {
}
public abstract class AbstractExecutorService implements ExecutorService {
}
阿里开发手册写到建议使用 ThreadPoolExecutor 去创建线程池，而不是使用默认的4中线程池策略：
【强制】线程池不允许使用 Executors 去创建，而是通过 ThreadPoolExecutor 的方式，这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。
说明：Executors 返回的线程池对象的弊端如下：
1） FixedThreadPool 和 SingleThreadPool:
允许的请求队列长度为 Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而导致 OOM。
2） CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool:
允许的创建线程数量为 Integer.MAX_VALUE，可能会创建大量的线程，从而导致 OOM。
ThreadPoolExecutor
线程池的核心：
/**
* Creates a new {@code ThreadPoolExecutor} with the given initial
* parameters.
*
* @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even
* if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set
* @param maximumPoolSize the maximum number of threads to allow in the
* pool
* @param keepAliveTime when the number of threads is greater than
* the core, this is the maximum time that excess idle threads
* will wait for new tasks before terminating.
* @param unit the time unit for the {@code keepAliveTime} argument
* @param workQueue the queue to use for holding tasks before they are
* executed. This queue will hold only the {@code Runnable}
* tasks submitted by the {@code execute} method.
* @param threadFactory the factory to use when the executor
* creates a new thread
* @param handler the handler to use when execution is blocked
* because the thread bounds and queue capacities are reached
* @throws IllegalArgumentException if one of the following holds:
* {@code corePoolSize < 0}
* {@code keepAliveTime < 0}
* {@code maximumPoolSize <= 0}
* {@code maximumPoolSize < corePoolSize}
* @throws NullPointerException if {@code workQueue}
* or {@code threadFactory} or {@code handler} is null
*/
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.acc = System.getSecurityManager() == null ?
null :
AccessController.getContext();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
参数解释：
| 序号 | 参数名称 | 参数解释 |
|---|---|---|
| 1 | corePoolSize | 表示常驻核心线程数（包括空闲线程），如果大于0，即使本地任务执行完也不会被销毁 |
| 2 | maximumPoolSize | 表示线程池能够容纳可同时执行的最大线程数 |
| 3 | keepAliveTime | 线程池中线程空闲的时间，当空闲时间达到该值时，线程会被销毁，只剩下 corePoolSize 个线程 |
| 4 | unit | keepAliveTime 的时间单位，最终都会转换成【纳秒】，因为CPU的执行速度杠杠滴 |
| 5 | workQueue | 当请求的线程数大于 corePoolSize时，线程进入该阻塞队列 |
| 6 | threadFactory | 顾名思义，线程工厂，用来生产一组相同任务的线程，同时也可以通过它增加前缀名，虚拟机栈分析时更清晰 |
| 7 | handler | 执行拒绝策略，当 workQueue 达到上限，就要通过这个来处理，比如拒绝，丢弃等，这是一种限流的保护措施 |
corePoolSize、maximumPoolSize、workQueue 三者关系：
-
如果此时线程池中的数量小于corePoolSize，即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务。
-
如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize，但是缓冲队列 workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。
-
如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量小于maximumPoolSize，建新的线程来处理被添加的任务。
-
如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于maximumPoolSize，那么通过 handler 所指定的策略来处理此任务。
也就是： 核心线程corePoolSize满，丢到任务队列workQueue，当workQueue没满，且corePoolSize+workQueue
=maximumPoolSize 时，这个多出来的任务就会使用handler处理被拒绝。
只要maximumPoolSize
关于workQueue
workQueue的类型为BlockingQueue，通常可以取下面三种类型：
1）ArrayBlockingQueue：基于数组的先进先出队列，此队列创建时必须指定大小；
2）LinkedBlockingQueue：基于链表的先进先出队列，如果创建时没有指定此队列大小，则默认为Integer.MAX_VALUE；
3）synchronousQueue：这个队列比较特殊，它不会保存提交的任务，而是将直接新建一个线程来执行新来的任务。
workQueue也是有长度的，例如：
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(4, 9, 0L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(2));
如果队列不指定对列长度的话，那么默认使用的就是Integer.MAX_VALUE
关于hander
Java提供了四种拒绝策略。
AbortPolicy：默认的拒绝策略，会 throw RejectedExecutionException 拒绝
CallerRunsPolicy：提交任务的主线程自己去执行该任务
DiscardOldestPolicy：丢弃最老的任务，其实就是把最早进入工作队列的任务丢弃，然后把新任务加入到工作队列
DiscardPolicy：相当大胆的策略，直接丢弃任务，没有任何异常抛出
关于线程池的关闭
ThreadPoolExecutor提供了两个方法，用于线程池的关闭，分别是shutdown()和shutdownNow()，其中：
- shutdown()：不会立即终止线程池，而是要等所有任务缓存队列中的任务都执行完后才终止，但再也不会接受新的任务
- shutdownNow()：立即终止线程池，并尝试打断正在执行的任务，并且清空任务缓存队列，返回尚未执行的任务
线程池容量的动态调整
ThreadPoolExecutor提供了动态调整线程池容量大小的方法：setCorePoolSize()和setMaximumPoolSize()
- setCorePoolSize：设置核心池大小
- setMaximumPoolSize：设置线程池最大能创建的线程数目大小
当上述参数从小变大时，ThreadPoolExecutor进行线程赋值，还可能立即创建新的线程来执行任务。
demo：
public class RejectedExecutionExceptionTest {
public static void main(String[] args) {
int corePoolSize = 3; //线程池维护线程的最少数量
int maxPoolSize = 5; //线程池维护线程的最大数量
long keepAliveTime = 1; //线程池维护线程所允许的空闲时间（解释：当线程池的数量超过corePoolSize时，多余的空闲线程的存活时间。）
//缓存队列可以放多少个线程
BlockingDeque queue = new LinkedBlockingDeque<>(2);
RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler = new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();
ThreadFactory factory = (Runnable r) -> {
//创建一个线程
Thread t = new Thread(r);
//给创建的线程设置UncaughtExceptionHandler对象 里面实现异常的默认逻辑
t.setDefaultUncaughtExceptionHandler((Thread thread1, Throwable e) -> {
System.out.println("factory的exceptionHandler捕捉到异常--->>> \n" + e.getMessage());
});
return t;
};
//创建一个线程池
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maxPoolSize, keepAliveTime, TimeUnit.SECONDS, queue, factory, rejectedExecutionHandler);
runnable(executor);
}
static void runnable(ThreadPoolExecutor executor) {
TestRunnable testRunnable = new TestRunnable(executor);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
executor.execute(testRunnable);
}
executor.shutdown();
}
static class TestRunnable implements Runnable {
static int i = 1;
ThreadPoolExecutor executor;
public TestRunnable(ThreadPoolExecutor executor) {
this.executor = executor;
}
public static int getCount() {
return i++;
}
@Override
public void run() {
synchronized (this) {
System.out.print(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date()) + "---》》》ActiveCount:"
+ executor.getActiveCount() + "，CompletedTaskCount:" + executor.getCompletedTaskCount()
+ "，Queue:" + executor.getQueue().remainingCapacity() + "，taskCount:" + executor.getTaskCount()
);
System.out.println(" " + Thread.currentThread().getName() + " 线程被调用了。第" + getCount() + "次");
try {
Thread.sleep(1 * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
输出：
factory的exceptionHandler捕捉到异常--->>>
Task com.yudianxx.basic.线程.Executor.RejectedExecutionExceptionTest$TestRunnable@424c0bc4 rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@3c679bde[Running, pool size = 5, active threads = 5, queued tasks = 2, completed tasks = 0]
2020-07-17 16:03:34---》》》ActiveCount:5，CompletedTaskCount:0，Queue:0，taskCount:7 Thread-0 线程被调用了。第1次
2020-07-17 16:03:35---》》》ActiveCount:5，CompletedTaskCount:1，Queue:1，taskCount:7 Thread-4 线程被调用了。第2次
2020-07-17 16:03:36---》》》ActiveCount:5，CompletedTaskCount:2，Queue:2，taskCount:7 Thread-3 线程被调用了。第3次
2020-07-17 16:03:37---》》》ActiveCount:4，CompletedTaskCount:3，Queue:2，taskCount:7 Thread-2 线程被调用了。第4次
2020-07-17 16:03:38---》》》ActiveCount:3，CompletedTaskCount:4，Queue:2，taskCount:7 Thread-1 线程被调用了。第5次
2020-07-17 16:03:39---》》》ActiveCount:2，CompletedTaskCount:5，Queue:2，taskCount:7 Thread-4 线程被调用了。第6次
2020-07-17 16:03:40---》》》ActiveCount:1，CompletedTaskCount:6，Queue:2，taskCount:7 Thread-0 线程被调用了。第7次
可以看到，maxPoolSize+workQuene = 7, 而一共有10个任务，第8个就会抛出错误。
换成：
RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler = new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy();
输出：
2020-07-17 16:04:43---》》》ActiveCount:5，CompletedTaskCount:0，Queue:0，taskCount:7 Thread-0 线程被调用了。第1次
2020-07-17 16:04:44---》》》ActiveCount:5，CompletedTaskCount:1，Queue:1，taskCount:7 Thread-4 线程被调用了。第2次
2020-07-17 16:04:45---》》》ActiveCount:5，CompletedTaskCount:2，Queue:2，taskCount:7 Thread-3 线程被调用了。第3次
2020-07-17 16:04:46---》》》ActiveCount:4，CompletedTaskCount:3，Queue:2，taskCount:7 Thread-2 线程被调用了。第4次
2020-07-17 16:04:47---》》》ActiveCount:3，CompletedTaskCount:4，Queue:2，taskCount:7 Thread-1 线程被调用了。第5次
2020-07-17 16:04:48---》》》ActiveCount:2，CompletedTaskCount:5，Queue:2，taskCount:7 Thread-4 线程被调用了。第6次
2020-07-17 16:04:49---》》》ActiveCount:1，CompletedTaskCount:6，Queue:2，taskCount:7 Thread-0 线程被调用了。第7次
后3个任务之间丢弃，而且不抛错误。
换成：
RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler = new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy();
输出：
2020-07-17 16:05:34---》》》ActiveCount:5，CompletedTaskCount:0，Queue:0，taskCount:7 Thread-0 线程被调用了。第1次
2020-07-17 16:05:35---》》》ActiveCount:5，CompletedTaskCount:1，Queue:1，taskCount:7 Thread-4 线程被调用了。第2次
2020-07-17 16:05:36---》》》ActiveCount:5，CompletedTaskCount:2，Queue:2，taskCount:7 Thread-3 线程被调用了。第3次
2020-07-17 16:05:37---》》》ActiveCount:4，CompletedTaskCount:3，Queue:2，taskCount:7 main 线程被调用了。第4次
2020-07-17 16:05:38---》》》ActiveCount:5，CompletedTaskCount:3，Queue:1，taskCount:9 Thread-2 线程被调用了。第5次
2020-07-17 16:05:39---》》》ActiveCount:5，CompletedTaskCount:4，Queue:2，taskCount:9 Thread-1 线程被调用了。第6次
2020-07-17 16:05:40---》》》ActiveCount:4，CompletedTaskCount:5，Queue:2，taskCount:9 Thread-2 线程被调用了。第7次
2020-07-17 16:05:41---》》》ActiveCount:3，CompletedTaskCount:6，Queue:2，taskCount:9 Thread-3 线程被调用了。第8次
2020-07-17 16:05:42---》》》ActiveCount:2，CompletedTaskCount:7，Queue:2，taskCount:9 Thread-4 线程被调用了。第9次
2020-07-17 16:05:43---》》》ActiveCount:1，CompletedTaskCount:8，Queue:2，taskCount:9 Thread-0 线程被调用了。第10次
如果线程表示空闲的，就丢给调用这个线程的主线程去执行。
总结
总的来说，使用 Executors 创建的线程池太过于理想化，并不能满足很多现实中的业务场景，所以要求我们通过 ThreadPoolExecutor来创建，并传入合适的参数。
ThreadPoolExecutor的常见的队列到底能够存放多少任务：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/97485729
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