多线程（二）：线程池

线程池基础笔记

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一、线程池基础

1. 什么是线程池？为什么要使用线程池？

1、什么是线程池

• 线程池是一种基于池化思想管理线程的工具
• 

2、为什么要使用线程池

• 一个线程对应一个任务
• 如果要执行多个任务，则需创建多个线程
• 传统的方法，线程不能复用，一次只执行一个任务就被销毁了

3、线程池如何执行任务

• 

4、线程池的好处

• 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消耗
• 提高响应速度：当有任务时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行
• 提高线程的可管理性：线程池可以进行统一的分配，调优和监控

2. 如何使用原生方式创建线程池

阿里巴巴开发手册

• ThreadPoolExecutor(int ,int ,long ,TimeUnit ,BlockingQueue)

• ThreadPoolExecutor(int ,int ,long ,TimeUnit ,BlockingQueue ,ThreadFactory)

• ThreadPoolExecutor(int ,int ,long ,TimeUnit ,BlockingQueue ,RejectedExecutionHandler)

• ThreadPoolExecutor(int ,int ,long ,TimeUnit ,BlockingQueue ,ThreadFactony , RejectedExecutionHandler)

• 必须参数：

  • 核心线程数
  • 最大线程数
  • 空闲非核心线程存活时间
  • 时间单位
  • 线程等待队列容器

• 可选参数

  • （自定义线程工厂）
  • （线程拒绝策略）

线程池形象化

等待任务队列形象化

• 任务队列一般用
  • ArrayBlockingQueue
  • LinkedBlockingQueue

线程工厂

任务拒绝策略（后续详解）

3. 有风险，需慎用的创建方法

• FixedThreadPool：固定大小的线程池
• SingleThreadExecutor：单个线程的线程池
• CachedThreadPool：可缓存的线程池

创建线程池的方式

风险

• FixedThreadPool：固定大小的线程池
  • 
  • 
  • 默认使用的是 LinkedBlockingQueue，然后其容量默认为 Integer 的最大值
  • 有资源耗尽，内存被爆掉的风险
• SingleThreadExecutor：单个线程的线程池
  • 
  • 默认使用的是 LinkedBlockingQueue，风险和 FixedThreadPool 一样
• CachedThreadPool：可缓存的线程池
  • 

总结

4. 线程提交方式：excute 和 submit 的区别

• excute 只适合提交 Runnable 无返回值的任务
• submit 适用范围较广

总结区别

二、获取任务执行结果：Future 类

1. Future获取任务执行结果（阻塞式和定时式）

Future对象

• 是一个接口
• 
• 

阻塞式

定时式

超时为得到执行结果则抛出异常，捕获该异常可执行其他任务。

2. Futrue取消任务：Cancle方法

Cancle 方法的 3 种情况

• 取消未执行的任务
• 取消已完成的任务
• 取消正在执行的任务

取消正在执行中的线程

• 参数为 false：

  • 抛出取消成功的异常
  • 但任务还是会继续执行完
  • 但 get 是获取不到东西了的，会抛异常

• 参数为 true：

  • 抛出取消成功的异常

  • 但任务并非立马结束的

  • 需要响应中断线程的指令

    • 即，如果任务中有死循环，则无法响应中断指令

    • 这样响应线程中断指令即可成功地真正意义上的取消

    • // 当线程没被中断时
      while (!Thread.interrupted()) {
          // 递增i
          i++;
      }
      

三、任务拒绝策略

这四个类，都实现了同一个接口

使用

创建线程池时，传入该参数即可

• 

四、关闭线程池

1. 关闭线程池：shutDown

该方法执行后：

• 线程池及任务队列不允许添加新任务
• 会继续执行完线程池及任务队列中还未执行完的任务

2. 关闭线程池：shutDownNow

该方法执行后：

• 线程池不允许添加新任务
• 会给线程池中的任务发送中断指令
• 能响应中断指令的任务将会被中断
• 线程池关闭后，返回任务队列中的任务：即等待中未执行的任务
• 返回任务队列中的任务给父线程，父线程可以选择继续执行或不操作不接收等等

与 shutdown 的区别

五、线程池深入探究

1. 线程池状态及生命周期

状态

生命周期

2. 线程池是怎样执行任务的

excute方法详情

• addWorker（ 任务内容 , 是否做核心线程）
  • addWorker(null, false)：添加一条非核心线程。
  • 添加后会自动去接收任务队列中的任务执行。
• ctl.get( ) ：获取线程池状态、线程数
• isRunning( c )：判断线程池是否在运行，即线程池是否被关闭或者停止。
• workerQueue.offer( command )：添加任务到任务队列中。
• remove( command )：移除任务。
• reject( command )：拒绝任务。
• 

六、线程池处理任务的多种情况

1. 如何批量执行任务

可以看出，能批量执行的，只能是 Callable 任务!

• invokeAll
  • 是按集合中任务顺序执行任务的
  • 也是按顺序返回执行结果的
  • 
• 超时的invokeAll & invokeAny
  • 
  • 时间到了之后
    • 未完成的任务直接全部取消
    • 已完成的任务，结果全部返回给调用者
• invokeAny
  • 执行批量任务，返回最先完成的任务的执行结果
  • 然后取消未完成的任务

2. 如何执行定时、延时任务？

ScheduledThreadPoolExecuter

• 调度线程池
• 
• 
• 

3. 如何执行周期、重复性任务？

• scheduleAtFixedRate

  • 

• scheduleWithFixedDelay

  • 

• 方法内的参数

  • 任务
  • 执行前延时时间
  • 固定时间 / 间隔时间
  • 时间单位

• 区别

  • 
  • 

七、线程池扩展

1. Forkjoin框架

ForkJoin 是一个把大任务分割成若干个小任务，再对每个小任务得到的结果进行汇总，得到大任务结果的框架。

2. 使用 ForkJoinPool

使用例子

任务：从 1 加到 100

3. 如何使用 ExecutorCompletionService

• 返回结果采用：执行优先原则，即先执行完的先返回
• 
• 

4. 如何监控线程池

线程池的监控点

• 线程的变化情况
• 任务的变化情况