常用线程池ThreadPoolExecutor

摘要：

      在之前的时候Java的线程既是工作单元，也是执行机制。但是从JDK1.5开始，就把工作单元和执行机制分开，工作单元包括Runnable和Callable，而执行机制就由Executor框架提供。

Executor框架的成员：

      ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor、Future接口、Runnable接口、Callable接口、Executors。

这里在阿里编码规范里面提到过线程池使用的注意事项：

     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。

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue());
    }

所以，我们需要显示的创建ThreadPoolExecutor，里面参数多，无所谓，搞懂就行，更好根据情况来设定自己需要的参数。

 

首先看一下构造函数：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {
//这里忽略那些赋值操作
}

• corePoolSize：线程池中的核心线程数（在创建了线程池后，默认情况下，线程池中并没有任何线程，而是等待有任务到来       才创建线程去执行任务）
• maximumPoolSize：线程池中的最大线程数（最多只能创建这么多线程，如果还有任务过来一般直接放到阻塞队列里面去）
• keepAliveTime：线程池中的线程存活时间（准确来说应该是没有任务执行时的回收时间，后面会分析）
• unit：keepAliveTime的时间单位（在TimeUnit类中有7种静态属性）
• workQueue：来不及执行的任务存放的阻塞队列（线程池的排队策略与BlockingQueue有关。有3种不同的策略，）
• threadFactory：新建woker线程（注意不是我们提交的任务）是进行一些属性设置，比如线程名，优先级等等，有默认实现。
• handler： 任务拒绝策略，当运行线程数已达到maximumPoolSize，队列也已经装满时会调用该参数拒绝任务，有默认实现。

运行策略：

1、线程池刚创建时，里面没有一个线程。任务队列是作为参数传进来的。不过，就算队列里面有任务，线程池也不会马上执行它们。

2、当调用 execute() 方法添加一个任务时，线程池会做如下判断：

    a. 如果正在运行的线程数量小于 corePoolSize，那么马上创建线程运行这个任务；

    b. 如果正在运行的线程数量大于或等于 corePoolSize，那么将这个任务放入队列。

    c. 如果这时候队列满了，而且正在运行的线程数量小于 maximumPoolSize，那么还是要创建线程运行这个任务；

    d. 如果队列满了，而且正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize，那么线程池会抛出异常，告诉调用者“我不能再接受任务了”。

3、当一个线程完成任务时，它会从队列中取下一个任务来执行。

4、当一个线程无事可做，超过一定的时间（keepAliveTime）时，线程池会判断，如果当前运行 的线程数大于 corePoolSize，那么这个线程就被停掉。所以线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到 corePoolSize 的大小。

       这个过程说明，并不是先加入任务就一定会先执行。假设队列大小为 4，corePoolSize为2，maximumPoolSize为6，那么当加入15个任务时，执行的顺序类似这样：首先执行任务 1、2，然后任务3~6被放入队列。这时候队列满了，任务7、8、9、10 会被马上执行，而任务 11~15 则会抛出异常。最终顺序是：1、2、7、8、9、10、3、4、5、6。当然这个过程是针对指定大小的ArrayBlockingQueue来说，如果是LinkedBlockingQueue，因为该队列无大小限制，所以不存在上述问题。

去扒了一张图过来便于理解线程池中任务执行会经过哪些判断。

 

添加线程池任务的入口

public void execute(Runnable command) {
    if (command == null)
        throw new NullPointerException();//任务为空时抛出异常
    //如果线程池线程大小小于核心线程，就新建一个线程加入任务并启动线程
    //如果线程池线程大小大于核心线且且添加任务到线程失败，就把任务添加到阻塞队列
    if (poolSize >= corePoolSize || !addIfUnderCorePoolSize(command)) {//新建线程并启动
        if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) {//添加任务到队列
            if (runState != RUNNING || poolSize == 0)
                ensureQueuedTaskHandled(command);//添加到队列失败或已满，做拒接任务处理策略
        }
        //若阻塞队列失败或已满；这里新建一个线程并启动做应急处理（这里就是用到了maximumPoolSize参数）
        else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))
            reject(command); // 若线程池的线程超过了maximumPoolSize；就做拒绝处理任务策略
    }
}