【Java】【并发】【线程池】

什么是线程？

可以从《深入理解JVM》得到参考
线程是比进程更轻量级的调度单位，多个线程可以共享进程的资源，而其自身也有独立的资源
主流OS都有其线程实现，而JVM中的线程更为轻量级，并且对不同硬件与OS做了兼容
实现线程有3种方式
有内核线程，由OS来调度
由用户线程，由用户空间自己调度
以及混合调度，目前JVM的线程应该是混合调度实现的

为什么要有线程池？

假如每个异步任务都要开启一个线程，其资源消耗太大
而且项目中线程过多，描述符过多，会引起OOM
每个线程执行完后就会被销毁，有点可惜
所以需要有个线程池，使得任务执行完后，线程不会被销毁，而是被缓存起来

整体架构

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执行规则

1. 核心线程
2. 队列
3. 非核心线程
4. 饱和策略

如何实现线程复用？

对于线程，无非是使用睡眠/唤醒机制来实现

1. wait/notify
2. ReentrantLock
3. C++：select、poll、epoll

线程池则是利用了阻塞队列的特性，take元素的时候，如果为空，则会一直阻塞
如以下代码，最终阻塞在getTask方法上，即BlockingQueue的take

    private Runnable getTask() {
        boolean timedOut = false;

        for (;;) {
            int c = ctl.get();
            int rs = runStateOf(c);

            if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
                decrementWorkerCount();
                return null;
            }

            int wc = workerCountOf(c);

            boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;

            if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
                && (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
                if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
                    return null;
                continue;
            }

            try {
                Runnable r = timed ?
                    workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
                    workQueue.take(); // 阻塞于此
                if (r != null)
                    return r;
                timedOut = true;
            } catch (InterruptedException retry) {
                timedOut = false;
            }
        }
    }

借鉴这个思想，我们可以设计一个推送系统，在发消息的时候，准备一个BlockingQueue，在while循环里take这个BlockingQueue，实现持续的消息发送

如何合理取消任务？

1. shutdown，拒绝新任务到来
2. awaitTermination(awaitTime, TimeUnit.MILLISECONDS)，等待若干秒，看是否还有任务未完成
3. 调用shutdownNow，它会对所有运行中的任务调用intercept，但是注意intercept并不是什么黑科技，他只是修改一个标志位，你在工作任务中需要检测intercepted标记位，判断是否需要停止任务，举个例子

Runnable r = new Runnable() {
    @Override
  public void run() {
    while(true) {
      if (Thread.isIntercepted()) {
          return;
      }
    }
  }
}

此外线程的许多方法是可以响应中断的，比如wait，sleep

public final void wait(long millis) throws InterruptedException {
        wait(millis, 0);
}

public static void sleep(long millis) throws InterruptedException {
        Thread.sleep(millis, 0);
}

也就是说，在线程执行这些方法并阻塞的时候，调用Thread.interrupted()，会使得他们结束这种状态，并抛出中断异常

总结

整体上就这几个点。对于这个库，虽然整体架构比较简单，但是它在设计模式上，并发处理上，有许多小的细节可以深挖，比如AQS，CAS等，认真读完后，会有很大的收获

后记

有什么写得错误、让人费解或遗漏的地方，希望可以不吝赐教，我会马上更改