复习并发编程的基础知识之线程池

• 并发编程中，线程池是很重要的一块内容。
  线程池是一种池化技术，线程池、字符串常量池和数据库链接池都属于池化技术。
  使用线程池的好处：
  1.提高了线程的利用率（想一想，我们不可能每打一个电话，就去买一部手机吧？）
  2.提高了程序的响应速度
  3.方便统一管理线程对象
  4.可以控制最大的并发数

线程池的模型如下：
其实和在银行办理业务是一样的

对应关系如下：
顾客–》任务
线程池–》银行
线程池中的线程对象–》银行的服务窗口
队列–》座位

在java中我们在使用线程池的时候，

ExecutorService threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(3,
                  5, 
                  1L, 
                  TimeUnit.SECONDS, 
                  new ArrayBlockingQueue<>(3)
                , Executors.defaultThreadFactory(), 
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

对应API

 /**
     * 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<Runnable> 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;
    }

其中线程池的几个重要参数是面试中经常被问的内容。
corePoolSize：核心线程数
maximumPoolSize：最大线程数
keepAliveTime：存活时间
unit：和keepAliveTime成对出现，存活时间的单位
workQueue：the queue to use for holding tasks before they are executed.这个队列用于存放任务，什么样的任务呢？在这些任务被执行之前的任务。也就是说，任务没执行的时候都放在这个阻塞队列中。
threadFactory：线程工厂。
handler：拒绝策略。


从上面的这个图会发现，其实线程池是非公平的，因为后面来的任务比先来的在那等着的任务先执行了。

以这个

new ThreadPoolExecutor(3,
                  5, 
                  1L, 
                  TimeUnit.SECONDS, 
                  new ArrayBlockingQueue<>(3) //相当于就三个座位
                , Executors.defaultThreadFactory(), 
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

为例说明：

1. 当顾客1来的时候，银行创建一个窗口1，那么顾客1发现有窗口1空闲，那么窗口1来为顾客1服务，
   当顾客2来的时候，银行又创建一个窗口2，那么顾客2发现有窗口2空闲，那么窗口2来为顾客2服务，
   当顾客3来的时候，银行又创建一个窗口3，那么顾客3发现有窗口3空闲，那么窗口3来为顾客3服务，
   此时核心窗口数（核心线程数）达到了最大值
   当顾客4来的时候，发现没有窗口，但是座位还有位置，那么坐在座位上等待，
   当顾客5来的时候，发现没有窗口，但是座位还有位置，那么坐在座位上等待，
   当顾客6来的时候，发现没有窗口，但是座位还有位置，那么坐在座位上等待，
   此时座位（阻塞队列）已满
   当顾客7来的时候，发现没有窗口，而且座位也没有位置，这个时候银行行长说：来吧！窗口4你也别歇着了，工作吧！这样窗口4启动，窗口4为顾客7服务，
   当顾客8来的时候，发现没有窗口，而且座位也没有位置，这个时候银行行长又说：来吧！窗口5你也别歇着了，工作吧！这样窗口5启动，窗口5为顾客8服务，
   此时最大窗口数（最大线程数）达到了最大值
   当顾客9来的时候，发现没有窗口，而且座位也没有位置，这个时候，行长对顾客说：我们这里窗口数已经达到了（maximumPoolSize最大线程数），而且座位（BlockingQueue
   workQueue）也满了，我们得使用拒绝策略了（RejectedExecutionHandler
   handler，这种策略是抛出异常Exception in thread “main”
   java.util.concurrent.RejectedExecutionException:…）
   过了一段时间后，
   最后，当没有顾客来的时候了，行长看
   不用那么多窗口了，那么和窗口4和5说，再过1（keepAliveTime）s（unit）的时间你们可以下班了。所以我们称keepAliveTime为存活时间。

package cn.tulingxueyuan.xiaoshanshan.base.threadpool;

import java.util.concurrent.*;

public class MyThreadPool {

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(3,
                5, 1l, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(2)
                , Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
        try{
            for(int i=0;i<8;i++){
                threadPoolExecutor.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在运行。。。。");
                    try {
                        Thread.sleep((int)(Math.random()*100)+1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                });
            }
        }finally {
            threadPoolExecutor.shutdown();
        }



    }
}