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本文内容是对各个知识点的转载整理，用于个人技术沉淀，以及大家学习交流用
主要讨论以下问题：
- 认识Java线程池
- 线程池的种类，区别，和使用场景
- 线程池的工作流程
- 线程池几个参数的理解
- 分析线程池的实现原理
- 线程池中 工作线程的调度过程。
- 线程池如何调优，线程池的最大线程数目根据什么确定
什么是线程池
java.util.cuncurrent.Executors 提供了一个 java.util.concurrent.Executor 的接口实现，用于创建线程池。
多线程记住主要解决处理器单元内多个线程执行的问题，它可以显著减少CPU的闲置时间，增加CPU的吞吐量。
一个线程池包括以下四个基本部分：
1）线程池管理器（ThreadPool）：用于创建并管理线程池，包括，创建线程池，销毁线程池，添加新任务。
2）工作线程（PookWorker）：线程池的中的线程，在没有任务提交的时候处于等待状态，可以循环的执行任务。
3）任务接口（Task）：每个任务必须实现的接口，以供工作线程调度任务的执行，它主要规定了任务的入口，任务执行完成以后的收尾工作，以及任务的执行状态。
4）任务队列（TaskQueue）：存放待处理的任务，提供一种缓冲机制。
线程池技术的关键是缩短线程的创建和销毁所消耗的时间，复用已经创建的线程，减少创建的线程数，从而提高服务性能。
线程池的种类
在 java.util.cuncurrent.Executors 下，Java提供了四种基本的线程池（还有其他的暂时不看了）：
1）newFixedThreadPool：固定线程数量的线程池（核心线程数=最大线程数），提交任务到线程最大数量后，就把任务放到无界队列中（LinkedBlockingQueue）。
缺点：工作队列大小无限制，但是可能造成工作队列提交任务过多，资源耗尽。
源码如下：
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue());
}
// 自定义ThreadFactory
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue(),
threadFactory);
}
2）newCachedThreadPool：可缓存线程池（核心线程数=0，最大线程数=Integer.MAX_VALUE）。可以回收空闲线程（默认设定60秒过期时间），当有任务提交时，启动新线程执行。工作队列使用同步队列（SynchronousQueue）。
缺点：最大线程数无限制，当提交任务过多时，可能造成创建大量线程，导致资源耗尽。
源码如下：
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue());
}
// 自定义ThreadFactory
public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue(),
threadFactory);
}
3）newSingleThreadExecutor：单线程化的线程池，只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有被提交的任务按照FIFO的顺序执行。
工作队列是一个阻塞队列（LinkedBlockingQueue）
缺点：依然是阻塞队列没有限制大小，如果任务提交过多，可能导致队列中任务阻塞过多导致资源耗尽。
源码如下：
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue()));
}
// 自定义ThreadFactory
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue(),
threadFactory));
}
4）newScheduledThreadPool：大小无限制的线程池，支持定时和周期性的执行线程。由ScheduledThreadPoolExecutor创建（其又继承自ThreadPoolExecutor）。
源码如下：
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
// 自定义ThreadFactory
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(
int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory);
}
// 单线程化的ScheduledThreadPool
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
return new DelegatedScheduledExecutorService
(new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
}
// 单线程化的ScheduledThreadPool 自定义ThreadFactory
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
return new DelegatedScheduledExecutorService
(new ScheduledThreadPoolExecutor(1, threadFactory));
}
5）newWorkStealingPool：返回拥有多个任务队列的线程池，结合JDK1.7中引入的 Fork/Join 框架来理解。（TODO）
源码如下：
public static ExecutorService newWorkStealingPool(int parallelism) {
return new ForkJoinPool
(parallelism,
ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
null, true);
}
public static ExecutorService newWorkStealingPool() {
return new ForkJoinPool
(Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
null, true);
}
线程池的参数
主要参数如下：
corePoolSize：int型，核心线程数
maximumPoolSize：int型，最大线程数
keepAliveTime：long型，线程的存活时间（默认非核心线程空闲时会被回收）
unit：TimeUnit型，线程存活时间单位
BlockingQueue：工作队列
ThreadFactory：自定义工作线程工厂
RejectExecutionHandler：拒绝策略Handler
线程存活时间和时间单位：如果线程数大于核心线程，那么空闲的线程会在存活一定时间之后被回收。直到活跃线程数等于核心线程数。
也可以通过设置 allowCoreThreadTimeOut(boolean value) 来指定允许核心线程被回收。
工作队列：
工作队列是一个 BlockingQueue，只要是实现了阻塞队列的都可以。具体可以包括 ArrayBlockingQueue，LinkedBlockingQueue，SynchronousQueue，DelayQueue 等等。不同的工作队列有不同的运行特性。
拒绝策略：
拒绝策略 RejectedExecutionHandler
是一个接口，主要作用是，当线程池拒绝任务之后，执行该接口定义的方法来执行拒绝以后的行为。
可以自定义行为，当然，Java也提供了几种策略供选择：
1）new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() 重试执行当前任务，但会交由调用者线程来执行该任务。
2）new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() 抛出RejectedExecutionException 异常
3）new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy() 直接抛弃任务，不做任何响应动作
4）new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() 抛弃线程池中最后要执行的那个任务，并执行新传入的任务。
线程池的工作流程
PS:具体流程可以参考源码：
java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(Runnable command)
主要分为四个步骤：
1）如果线程池中的线程数小于核心线程数，则会尝试创建一个新线程，该任务被创建的新线程立即执行。
2）如果线程数已经达到了核心线程数，但是工作队列没有满，则该任务会尝试加入到工作队列中。
3）如果工作队列也满了，那么会尝试创建新线程，直到达到了最大线程数。
4）如果达到了最大线程数，那么又有新任务提交进来时，则会抛出异常或者执行拒绝策略。
向线程池中提交任务
主要有两种方式：
1）execute：由Executor 接口定义，接受Runnable的任务，返回void。ExecutorService接口继承该接口，然后由ThreadPoolExecutor实现。
简单来说，就是不需要获取执行结果的，使用该方法。
2）submit：由ExecutorService 接口定义，有三个重载的方法，分别支持接受Runnable和Callable的任务。
在 AbstractExecutorService 的实现中，接收task，包装为一个RunnableFuture类型，并交由execute执行，并返回该RunnableFuture对象。
具体重载方法中，接受Runnable的重载方法会返回null。接受Callable参数的会把执行结果包装为 Future 对象返回。
submit 的主要优势在于，方便Exception处理。如果希望捕获task中出现的异常并作出相应处理的话，可以通过Future.get() 抛出的异常，来进行相应的处理。这一点 execute 是无法做到的，也是使用 submit 最主要的作用。
至于 Future 以及 FutureTask，会单独开一篇用于复习。
线程池的实现原理
参考资料：
Java-线程池专题 (美团面试题)
Java线程池原理详解
Java中线程池——ThreadPoolExecutor原理
Java多线程——ThreadPooExecutor详解
Java线程池种类和使用场景
Java线程池调优
Java中线程技术及其优化
Java并发编程——线程池的使用
线程池submit与execute的区别