Java常用线程池以及参数解析

【常用线程池】

1、newCachedThreadPool
在newCachedThreadPool中如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。

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

初看该构造函数时我有这样的疑惑：核心线程池为0，那按照前面所讲的线程池策略新任务来临时无法进入核心线程池，只能进入 SynchronousQueue中进行等待，而SynchronousQueue的大小为1，那岂不是第一个任务到达时只能等待在队列中，直到第二个任务到达发现无法进入队列才能创建第一个线程？
工作队列的默认选项是synchronousQueue，它将任务直接提交给线程而不保持它们。在此，如果不存在可用于立即运行任务的线程，则试图把任务加入队列将失败，因此会构造一个新的线程。此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求及时出现锁。直接提交通常要求无界maximumPoolSizes以避免拒绝新提交的任务。当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增加的可能性。

2、newFixedThreadPool
创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待

 public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                          new LinkedBlockingQueue()); }

一目了然了，使用固定大小的线程池并使用无限大的队列

3、newScheduledThreadPool
创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
        return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
    }
-> ScheduledThreadPoolExecutor（）的构造函数
  public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
              new DelayedWorkQueue());
    }

ScheduledThreadPoolExecutor的父类即ThreadPoolExecutor，因此这里各参数含义和上面一样。值得关心的是DelayedWorkQueue这个阻塞对列，在上面没有介绍，它作为静态内部类就在ScheduledThreadPoolExecutor中进行了实现。具体分析讲会在后续博客中给出，在这里只进行简单说明：DelayedWorkQueue是一个无界队列，它能按一定的顺序对工作队列中的元素进行排列。因此这里设置的最大线程数 Integer.MAX_VALUE没有任何意义

**4、newSingleThreadScheduledExecutor**
 创建一个简单定长线程池支持一个线程调度，支持定时及周期性任务执行。

public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
    return new DelegatedScheduledExecutorService
        (new ScheduledThreadPoolExecutor(1));   }          

5、newSingleThreadExecutor
创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行

public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
        return new DelegatedScheduledExecutorService
            (new ScheduledThreadPoolExecutor(1));}

->首先new了一个线程数目为1的ScheduledThreadPoolExecutor，
  再把该对象传入DelegatedScheduledExecutorService中，
  看看DelegatedScheduledExecutorService的实现代码：
 DelegatedScheduledExecutorService(ScheduledExecutorService executor) {
            super(executor);
            e = executor; }

->再看看它的父类
 DelegatedExecutorService(ExecutorService executor) 
   { e = executor; }

其实就是使用装饰模式增强了ScheduledExecutorService（1）的功能，不仅确保只有一个线程顺序执行任务，也保证线程意外终止后会重新创建一个线程继续执行任务。

6、newWorkStealingPool (1.8引入)
创建一个拥有多个任务队列（以便减少连接数）的线程池。
public static ExecutorService newWorkStealingPool() {
return new ForkJoinPool
(Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
null, true); }

【核心代码参数解析】

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                         long keepAliveTime,
                         TimeUnit unit,
                        BlockingQueue workQueue,
                        ThreadFactory threadFactory,
                        RejectedExecutionHandler handler) {... }

其中各个参数含义如下：
corePoolSize - 池中所保存的线程数，包括空闲线程。需要注意的是在初创建线程池时线程不会立即启动，直到有任务提交才开始启动线程并逐渐时线程数目达到

corePoolSize。若想一开始就创建所有核心线程需调用prestartAllCoreThreads方法。
maximumPoolSize - 池中允许的最大线程数。需要注意的是当核心线程满且阻塞队列也满时才会判断当前线程数是否小于最大线程数，并决定是否创建新线程。

keepAliveTime - 当线程数大于核心时，多于的空闲线程最多存活时间
unit - keepAliveTime 参数的时间单位。

workQueue - 当线程数目超过核心线程数时用于保存任务的队列。主要有3种类型的BlockingQueue可供选择：无界队列，有界队列和同步移交。将在下文中详细阐述。从参数中可以看到，此队列仅保存实现Runnable接口的任务。

threadFactory - 执行程序创建新线程时使用的工厂。

handler - 阻塞队列已满且线程数达到最大值时所采取的饱和策略。java默认提供了4种饱和策略的实现方式：中止、抛弃、抛弃最旧的、调用者运行

(1)corePoolSize和maximumPoolSize的含义
· 如果当前线程池中的线程数目小于corePoolSize，则每来一个任务，就会创建一个线程去执行这个任务；
· 如果当前线程池中的线程数目>=corePoolSize，则每来一个任务，会尝试将其添加到任务缓存队列当中，若添加成功，则该任务会等待空闲线程将其取出去执行；若添加失败（一般来说是任务缓存队列已满），则会尝试创建新的线程去执行这个任务,也就是说当核心线程数已满，队列也满才会尝试去创建新线程数(总小maximumPoolSize)，
当队列是无界队列时候maximumPoolSize就没有任何意义了
· 如果当前线程池中的线程数目达到maximumPoolSize，则会采取任务拒绝策略进行处理；
· 如果线程池中的线程数量大于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止，直至线程池中的线程数目不大于corePoolSize；如果允许为核心池中的线程设置存活时间，那么核心池中的线程空闲 时间超过keepAliveTime，线程也会被终止。
(2)可选择的阻塞队列BlockingQueue详解
2.1 无界队列
队列大小无限制，常用的为无界的LinkedBlockingQueue，使用该队列做为阻塞队列时要尤其当心，当任务耗时较长时可能会导致大量新任务在队列中堆积最终导致OOM。最近工作中就遇到因为采用LinkedBlockingQueue作为阻塞队列，部分任务耗时80s＋且不停有新任务进来，导致cpu和内存飙升服务器挂掉。
LinkedBlockingQueue是一个无界队列，无序
DelayedWorkQueue是一个无界队列，它能按一定的顺序对工作队列中的元素进行排列;
2.2 有界队列
常用的有两类，一类是遵循FIFO原则的队列如ArrayBlockingQueue与有界的LinkedBlockingQueue，另一类是优先级队列如PriorityBlockingQueue。PriorityBlockingQueue中的优先级由任务的Comparator决定。
使用有界队列时队列大小需和线程池大小互相配合，线程池较小有界队列较大时可减少内存消耗，降低cpu使用率和上下文切换，但是可能会限制系统吞吐量。
2.3 同步移交
如果不希望任务在队列中等待而是希望将任务直接移交给工作线程，可使用SynchronousQueue作为等待队列。SynchronousQueue不是一个真正的队列，而是一种线程之间移交的机制。要将一个元素放入SynchronousQueue中，必须有另一个线程正在等待接收这个元素。只有在使用无界线程池或者有饱和策略时才建议使用该队列。
(3).可选择的饱和策略RejectedExecutionHandler详解
JDK主要提供了4种饱和策略供选择。4种策略都做为静态内部类在ThreadPoolExcutor中进行实现。
3.1 AbortPolicy中止策略 (默认饱和策略)
使用该策略时在饱和时会抛出RejectedExecutionException（继承自RuntimeException），调用者可捕获该异常自行处理。
3.2 DiscardPolicy抛弃策略
不做任何处理直接抛弃任务
3.3 DiscardOldestPolicy抛弃旧任务策略
先将阻塞队列中的头元素出队抛弃，再尝试提交任务。如果此时阻塞队列使用PriorityBlockingQueue优先级队列，将会导致优先级最高的任务被抛弃，因此不建议将该种策略配合优先级队列使用。
3.4 CallerRunsPolicy调用者运行
既不抛弃任务也不抛出异常，直接运行任务的run方法，换言之将任务回退给调用者来直接运行。使用该策略时线程池饱和后将由调用线程池的主线程自己来执行任务，因此在执行任务的这段时间里主线程无法再提交新任务，从而使线程池中工作线程有时间将正在处理的任务处理完成。