JUC---创建线程池与自定义ThreadPool线程池

为什么使用线程池

线程池的优势：

• 线程池做的工作只要是控制运行的线程数量，处理过程中将任务放入队列，然后在线程创建后启动这些任务，如果线程数量超过了最大数量，超出数量的线程排队等候，等其他线程执行完毕，再从队列中取出任务来执行。
  它的主要特点为：线程复用;控制最大并发数;管理线程。
• 第一：降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的销耗。
• 第二：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。
• 第三：提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会销耗系统资源，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。

Java中的线程池是通过Executor框架实现的

架构图

该框架中用到了Executor，Executors，ExecutorService，ThreadPoolExecutor这几个类

Executors源码：

几个相关的线程池创建：

 public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
     
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
     
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    }
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
     
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

首先可以看到都是通过 new ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler) 来创建线程

Executors.newFixedThreadPool(int)：

newFixedThreadPool创建的线程池corePoolSize和maximumPoolSize值是相等的，它使用的是LinkedBlockingQueue

执行长期任务性能好，创建一个线程池，
一池有N个固定的线程，有固定线程数的线程

Executors.newSingleThreadExecutor()：

newSingleThreadExecutor 创建的线程池corePoolSize和maximumPoolSize值都是1，它使用的是LinkedBlockingQueue

一个任务一个任务的执行，一池一线程

Executors.newCachedThreadPool()

执行很多短期异步任务，线程池根据需要创建新线程，
但在先前构建的线程可用时将重用它们。可扩容，遇强则强

newCachedThreadPool创建的线程池将corePoolSize设置为0，将maximumPoolSize设置为Integer.MAX_VALUE，它使用的是SynchronousQueue，也就是说来了任务就创建线程运行，当线程空闲超过60秒，就销毁线程。

通过Executors来创建这三个线程池demo使用

private static void threadPool() {
     
        //        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
        //固定线程池
//        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
        //单例线程池
//        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
        //执行很多短期异步任务，线程池根据需要创建新线程，
        //但在先前构建的线程可用时将重用它们。可扩容，遇强则强
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        try {
     
            for (int i = 1; i <= 10 ; i++) {
     
                executorService.execute(()->{
     
                    try {
     
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 开始接入");
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 结束");
                    } catch (InterruptedException e) {
     
                        e.printStackTrace();
                    }
                });
            }
        } catch (Exception e) {
     
            e.printStackTrace();
        } finally {
     
            //收尾工作
            executorService.shutdown();
        }
    }

其实不建议线程池使用Executors去创建

阿里巴巴中的文档也给我们指明：

OOM 内存溢出：

• fixed-siingle/SingleThreadPool->他们的LinkedBlockingQueue链表队列的长度为Integer.max_valux =21亿 ->等到这个满了之后内存早爆满了
• CacheThreadPool 线程数量Integer.max_valux 大量的线程内存也是撑不住

解决方案：根据实际的情况自己自定义线程池：
使用ThreadPoolExecutor创建，根据实际的情况来设定对应的七大参数；
合理的使用拒绝策略：
拒绝策略使用的前提：

• 1队列满了：再也塞不下新任务了
  同时，
• 2最大线程数也满了；无法继续为新任务服务。

这个是时候我们就需要拒绝策略机制合理的处理这个问题。

那如果想自定义线程就需要了解刚刚源码中的ThreadPoolExecutor方法中的各个参数，及线程池底层的工作原理

可以看到Excutors中创建线程都了 new ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)
而理解这七个参数并使用，我们可以按照自己的需求自定义一个线程池

ThreadPoolExecutor的七大参数

• 1、corePoolSize：线程池中的常驻核心线程数
• 2、maximumPoolSize：线程池中能够容纳同时
  执行的最大线程数，此值必须大于等于1
• 3、keepAliveTime：多余的空闲线程的存活时间
  当前池中线程数量超过corePoolSize时，当空闲时间
  达到keepAliveTime时，多余线程会被销毁直到
  只剩下corePoolSize个线程为止
• 4、unit：keepAliveTime的单位
• 5、workQueue：任务队列，被提交但尚未被执行的任务
• 6、threadFactory：表示生成线程池中工作线程的线程工厂，
  用于创建线程，一般默认的即可(Executors.defaultThreadFactory())

通过前五个参数可以把三个线程池区分出来

线程池工作原理：（结合七大参数）

• 线程池新建立时corePool核心线程中的时无线程，需要线程时判断这里面有无后在建立线程，当满了的话需要现在等待队列中先排队，当阻塞队列满了之后就需要扩充新的线程，最大就是maximumPool数；
• 当处理完高峰线程空闲之后，会更具设置的keepAliveTime的时间和unit设置的单位，达到时间过时的线程就销毁，销毁到核心线程数；
• 此时再来任务核心线程就直接处理；
• 另外中=种情形高峰一直持续：当最大线程池满了同时阻塞队也满了的话，就开始要拒绝；此时就要开始执行拒绝策略；（4种）

线程池的主要处理流程：

开始：有任务来-判断核心线程数是否满
没有满：创建新的线程来执行
满了的话：
判断阻塞队列满了没有满
没满的话放入阻塞队列中等候
阻塞队列满了
判断最大线程数满了没有
没满，扩招线程
满了
开始执行拒绝策略

线程池的拒绝策略：

等待队列已经排满了，再也塞不下新任务了
同时，
线程池中的max线程也达到了，无法继续为新任务服务。
这个是时候我们就需要拒绝策略机制合理的处理这个问题。
JDK内置的拒绝策略：

• 1:AbortPolicy(默认)：直接抛出RejectedExecutionException异常阻止系统正常运行
• 2:CallerRunsPolicy：“调用者运行”一种调节机制，该策略既不会抛弃任务，也不
  会抛出异常，而是将某些任务回退到调用者，从而降低新任务的流量。
• 3:DiscardOldestPolicy：抛弃队列中等待最久的任务，然后把当前任务加人队列中
  尝试再次提交当前任务。
• 4:DiscardPolicy：该策略默默地丢弃无法处理的任务，不予任何处理也不抛出异常。
  如果允许任务丢失，这是最好的一种策略。

以上内置拒绝策略均实现了
RejectedExecutionHandle接口

自定义线程池代码（根据七大参数）：

public static void main(String[] args) {
     
        //自定义线程池
        ExecutorService threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                5,
                3L,
                TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
//                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
                new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
        );

        //调用线程池
        try {
     
            for (int i = 1; i <= 10 ; i++) {
     
                threadPoolExecutor.execute(()->{
     
                    try {
     
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 开始接入");
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 结束");
                    } catch (InterruptedException e) {
     
                        e.printStackTrace();
                    }
                });
            }
        } catch (Exception e) {
     
            e.printStackTrace();
        } finally {
     
            //收尾工作
            threadPoolExecutor.shutdown();
        }


    }

相关概念总结：

1、在创建了线程池后，线程池中的线程数为零。
2、当调用execute()方法添加一个请求任务时，线程池会做出如下判断：
2.1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；
2.2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；
2.3如果这个时候队列满了且正在运行的线程数量还小于maximumPoolSize，那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务；然后在处理队列中的任务
2.4如果队列满了且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize，那么线程池会启动饱和拒绝策略来执行。
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。