[Java] 线程池初识

线程池

前言

池，我们听过有很多，诸如：常量池、数据库连接池、线程池、进程池、内存池…
池的作用就是提高效率。

池的核心思路不外乎两种：

1. 提前把要用的对象准备好
2. 用完的对象也不要立即释放，留在池子里，以备下次使用

   就好像拼乐高积木一样，你会把你常用的一些零件放在一个盒子里，这样拼的时候就非常方便拿取，效率会快很多。这里的 “盒子”，就是 “池”

为什么会有池化技术的出现？

最开始，进程的出现解决了 “并发编程“ 问题。但是由于频繁创建、销毁进程，成本过高，所以引入了 轻量级进程 -> 线程
但是如果创建、销毁线程的频率进一步提高，此时的开销也不能忽略掉

所以为了解决上述问题，有两种解决方案：

1. 引入 轻量级线程 -> 纤程（或称 “协程”）
   • 协程本质上是程序猿在 用户态代码 中进行调度，而不是靠内核的调度器，这就节省了很多在调度上的开销（操作系统内核中是没有协程的）
   • 在用户代码中，协程是基于线程封装出来的，其底层实现有不同方案：
     • 可能是N个协程对应一个线程；也可能是N个协程对应M个线程
2. 线程池。把要使用的线程提前创建好，用完了也不要直接释放，而是保存，以备下次使用。这就节省了线程创建与销毁的开销
   • 为什么从线程池里取线程，就比从系统中申请更高效呢？

   打个比方，现在你要去当地某办事处办某个证，你可以选择在小程序上办理，也可以直接去当地政府办事处办理。你在小程序上办理的速度是由你来控制的，就非常的快；但如果你去当地办事处交给工作人员办理，那就不好说什么时候办好了

   • 所以说从线程池取线程，就是比从系统中申请更高效

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线程池的参数介绍

标准库中提供了一个叫：ThreadPoolExecutor类
这个类的构造方法有很多参数，其参数侧面反映了线程池的设计思路，所以我们要去了解。
其构造方法有四个版本，我们用参数最多的那个版本来讲解（这个版本参数是最全的，了解完这个版本其他的也就都了解了）

1. 第一个参数 int corePoolSize：核心线程数

   • Java线程池中会 长期保持 这个数量的线程

2. 第二个参数 int maximumPoolSize：最大线程数
   标准库提供的线程池，所持有的线程个数，并非是一成不变的，会根据当前任务量，自适应线程个数（任务非常多，就多搞几个线程；任务比较少，就少搞几个线程）
   这并不是说第一个参数是 最小线程数。

   打个比方，第一个参数相当于正式工，第二个参数相当于临时工。任务少的时候开除临时工降低成本，但是正式工是不能随便开除的；任务多时再招几个临时工便可。

3. 第三个参数 long keepAliveTime：存活时间

4. 第四个参数 TimeUnit unit：时间单位（ms,s,min,h…）
   这两个参数是一起用的，第一个不要理解错误，这是 “临时工” 线程允许最大的空闲（摸鱼）时间，超过了这个时间阈值，这个线程就会被销毁掉（除核心线程之外多加的那些临时线程）

5. 第五个参数 BlockingQueue workQueue：和定时器类似，线程池中也可以池有多个任务，也可以设置成 PriorityBlockingQueue，这就带有优先级

   • Runnable 就是描述这个任务，这个之前已经写过很多遍了，不再赘述

6. 第六个参数 ThreadFactory threadFactory：线程工厂

   • 线程工厂，就相当于在这个类里面提供了方法（当然，也不一定非得是静态方法），让这个方法封装了 new Thread 这个操作，并且同时给 Thread 设置一些属性。此时就构成了 ThreadFactory
   • 总结：这个线程工厂就是用来创建线程的。工厂，就是以流水线的方式生产东西。

7. 第七个参数[重要] RejectedExecutionHandler handler ：拒绝策略

   • 在线程池中，有一个阻塞队列，其能够容纳的元素是有 上限 的。当任务队列已经满了，如果继续往队列中添加任务，那么线程池会怎么办？

有以下四个策略：

1. 如果继续添加任务，那么直接就抛出异常（旧任务和新任务，爷都不干了~直接撂挑子）
2. 新的任务，由添加任务的线程负责执行（谁揽的活谁去干，反正爷不去）
3. 丢弃最老的任务，添加新的任务（这个好理解，我能干10个活，我把我手中最老的那个任务扔了，正好空出一个任务容量， 把这个任务添加进来）
4. 丢弃最新的任务（谁也别干了，爷不干，把这个新任务添加进来的那个线程也不干，都不干~）直接把这个新的任务扔掉
   

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因为线程池过于复杂，于是Java标准库提供了更便捷的Executor类

ThreadPoolExecutor 本身比较复杂，因此标准库还提供了另一个版本，把这个类封装了一下，称为 Executors
通过这个类来创建出不同的线程池对象（在内部把 ThreadPoolExecutor 创建好了，并且设置了不同的参数）

演示：

其核心方法就是 submit()

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线程池的工作过程（模拟线程池）

模拟一个 固定线程数目的线程池（暂时不考虑线程的增加和减少）
思路分为以下四步：

1. 提供构造方法，指定创建出多少个线程
2. 在构造方法中，把这些线程都创建好
3. 提供一个阻塞队列，能够持有要执行的任务
4. 提供 submit() 方法，可以添加新的任务