Java线程池

线程池：一个管理线程的池子

1. 为什么使用线程池？

• 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：当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立刻执行
• 提高线程的可管理性：统一管理线程，避免系统创建大量同类线程而导致消耗完内存

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler);

2. 线程池执行原理？

创建新的线程需要获取全局锁，通过这种设计可以避免获取全局锁，当ThreadPoolExecutor完成预热之后（当前运行的线程数大于等于corePoolSize），提交的大部分任务都会被放到BlockingQueue

为了形象描述线程池的执行有，打个比喻：

• 核心线程比作公司正式员工
• 非核心线程比作外包员工
• 阻塞队列比作需求池
• 提交任务比作提需求

3. 线程池参数有哪些？

ThreadPoolExecutor的通用构造函数：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler);

• corePoolSize：当有新任务时，如果线程池中线程数没用达到线程池的基本大小，则会创建新的线程执行任务，否则将任务放入阻塞队列。当线程池存活的线程数总是大于corePoolSize时，应该考虑调大corePoolSize

• maxinumPoolSize：当阻塞队列填满时，如果线程池中线程数没用超过最大线程数，则会创建新的线程运行任务，否则更具拒绝策略处理新任务。非核心线程类似于临时借来的资源，这些线程在空闲时间超过keepAliveTime之后，就应该退出，避免资源浪费

• BlockingQueue：存储等待运行的任务

• keepAliveTime：非核心线程空闲后，报错存活的时间，此参数只对非核心线程有效。设置为0，表示多余的空闲线程会呗立刻终止

• TimeUnit：时间单位

  TimeUnit.DAYS
  TimeUnit.HOURS
  TimeUnit.MINUTES
  TimeUnit.SECONDS
  TimeUnit.MILLISECONDS
  TimeUnit.MICROSECONDS
  TimeUnit.NANOSECONDS
  

• ThreadFactory：每当线程池创建一个新的线程时，都是通过线程工厂方法来完成的，在ThreadFactory中指定要了一个方法newThread，每当线程池需要创建新线程就会调用它

  public class MyThreadFactory implements ThreadFactory {
      private final String poolName;
  
      public MyThreadFactory(String poolName) {
          this.poolName = poolName;
      }
  
      public Thread newThread(Runnable runnable) {
          return new MyAppThread(runnable, poolName);//将线程池名字传递给构造函数，用于区分不同线程池的线程
      }
  }
  

• RejectedExecutionHandler：当队列和线程池都满了时，根据拒绝策略处理新任务

  AbortPolicy：默认的策略，直接抛出RejectedExecutionException
  DiscardPolicy：不处理，直接丢弃
  DiscardOldestPolicy：将等待队列队首的任务丢弃，并执行当前任务
  CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务
  

• ps：注意，这一段是根据源码分析的，具体的没贴出，这只是我的理解

  1. 若当前线程数小于核心线程数时，一定会创建新的线程去执行相应任务，不管线程是否有“空闲”，其实根本不会有空闲
  2. 承接上文，当线程池中创建新线程执行任务时（会构造一个worker对象，实际传进去的是runnable任务对象，外层用worker对象中构造的thread.start调用其中“run方法”，run方法不是runnable的run方法，而是worker对象的run方法，worker本身就实现了runnable接口），其主要代码块会在一个while函数内，while函数会判断传进来的runnable对象（worker对象传进去的）是否为空，第一次只要传进来的runnable不为空就直接调用runnable的run方法，第二次会去查找阻塞队列中是否含有任务（这是调用getTask方法），直到从阻塞队列中找到任务后返回runnable对象为止，说明该线程在创建后一直处于阻塞状态，直到阻塞队列中有任务之后才会进行，如果没有任务继续阻塞，这就解释了为什么线程池的不断重复利用线程的好处和效率问题
  3. 若当前线程数大于核心线程数时，也会执行相应方法，但前者执行的是take()方法，后者执行的是poll()方法，其实线程池的核心线程和非核心线程只是我们虚构出来的数据，我们在判断出若当前线程数大于核心线程数时和keepAliveTime的时长达到后，要除去相应线程是随机的，我们并没有给每个线程标号为核心线程
  4. poll方式取任务的特点是从缓存队列中取任务,最长等待keepAliveTime的时长，取不到返回null
  5. take方式取任务的特点是从缓存队列中取任务，若队列为空,则进入阻塞状态，直到能取出对象为止

总而言之：

• 当有新任务来的时候，先看看当前的线程数有没有超过核心线程数，如果没有超过就直接新建一个线程来执行新的任务，如果超过了就看看缓冲（阻塞）队列有没有满，没满就将新任务放到缓存队列中，满了就新建一个线程来执行新的任务，如果线程池中的线程数已经达到了指定的最大线程数了，那就根据相应的策略拒绝任务
• 当缓存（阻塞）队列中的任务都执行完了的时候，线程池中的线程数如果大于核心线程数，就销毁多出来的线程（这里是每次去执行getTask()方法时候销毁，里面有一部分代码块会进行判断），直到线程池中的线程数等于核心线程数，此时这些线程就不会被销毁了（除非你还设置了“核心线程数也可以被销毁”，allowCoreThreadTimeOut设置为true，默认是false），如果减去一个线程就是getTask方法返回了null，结束了前面提到的while循环，并且线程总记录数减一，否则它们就一直处于阻塞状态，等待新的任务到来，核心线程数就保持到我们设定的量了

4. 线程池大小怎么设置？

• 如果线程池线程数量太小，当有大量请求需要处理，系统相应比较慢影响体验，甚至会出现任务队列大量堆积任务导致OOM
• 如果线程池线程输了过大，大量线程可能会同时在争取CPU资源，这样会导致大量的上下文切换（cpu给线程分配时间片，当线程的cpu时间片用完后保存状态，以便下次继续运行），从而增加线程的执行实际，影响了整体执行效率