线程池的那些事其一

 

一，什么是线程池？

   简单来说，管理线程的池子。帮我们重复管理线程，避免创建大量的线程增加开销。

二，为什么用线程池？

1. 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。

2. 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即执行。

3. 提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

三，什么时候用线程池？

1. 单个任务处理时间比较短

2. 需要处理的任务数量很大

四，解读线程池的原理

  A，七个核心参数

　　1，corePoolSize，核心线程数量

　　默认情况下，在创建了线程池后，线程池中的线程数为0，当有任务来之后，就会创建一个线程去执行任务，当线程池中的线程数目达到corePoolSize后，就会把到达的任务放到缓存队列当中

　　2，maximumPoolSize，线程数最大值

　　3，keepLiveTime，多长时间被回收

　　默认情况下，只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时，keepAliveTime才会起作用，直到线程池中的线程数不大于corePoolSize，即当线程池中的线程数大于corePoolSize时，如果一个线程空闲的时间达到keepAliveTime，则会终止，直到线程池中的线程数不超过corePoolSize。但是如果调用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法，在线程池中的线程数不大于corePoolSize时，keepAliveTime参数也会起作用，直到线程池中的线程数为0；

　　4，timeUnit，设置keepLiveTime的时间单位，共7种单位：d, h, m, s, ms, mis, ns 

　　5，workQueue，存放提交至线程池但未被执行的任务

　　ArrayBlockingQueue（有界队列），是一个用数组实现的有界阻塞队列，按FIFO排序量。

　　LinkedBlockingQueue（可设置容量队列），基于链表结构的阻塞队列，按FIFO排序任务，容量可以选择进行设置，不设置的话，将是一个无边界的阻塞队列，最大长度为Integer.MAX_VALUE，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQuene；newFixedThreadPool线程池使用了这个队列

　　DelayQueue（延迟队列），是一个任务定时周期的延迟执行的队列。根据指定的执行时间从小到大排序，否则根据插入到队列的先后排序。newScheduledThreadPool线程池使用了这个队列。

　　PriorityBlockingQueue（优先级队列），是具有优先级的无界阻塞队列；

　　SynchronousQueue（同步队列），一个不存储元素的阻塞队列，每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于LinkedBlockingQuene，newCachedThreadPool线程池使用了这个队列。

　　6，threadFactory，创建线程的工厂

　　用于设置创建线程的工厂，可以通过线程工厂给每个创建出来的线程设置更有意义的名字。

使用开源框架guava提供的ThreadFactoryBuilder可以快速给线程池里的线程设置有意义的名字，code: new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("Hello-Engine").build();

　　7，rejectedExecutionHandler，拒绝策略设置

　　CallerRunsPolicy：只要线程池没关闭，就用调用者所在线程来运行任务

　　AbortPolicy：直接抛RejectedExecutionException 异常

　　DiscardPolicy：不处理，直接扔了

　　DiscardOldestPolicy：把队列里待最久的那个任务扔了，并执行当前任务

　　支持实现自己的 RejectedExecutionHandler 接口自定义策略，如记录日志类。

  B，线程池的状态

RUNNING

• 该状态的线程池会接收新任务，并处理阻塞队列中的任务;

• 调用线程池的shutdown()方法，可以切换到SHUTDOWN状态;

• 调用线程池的shutdownNow()方法，可以切换到STOP状态;

SHUTDOWN

• 该状态的线程池不会接收新任务，但会处理阻塞队列中的任务；

• 队列为空，并且线程池中执行的任务也为空,进入TIDYING状态;

STOP

• 该状态的线程不会接收新任务，也不会处理阻塞队列中的任务，而且会中断正在运行的任务；

• 线程池中执行的任务为空,进入TIDYING状态;

TIDYING

• 该状态表明所有的任务已经运行终止，记录的任务数量为0。

• terminated()执行完毕，进入TERMINATED状态

TERMINATED

• 该状态表示线程池彻底终止

 

  C，任务执行流程

  1，execute()方法

  a，主要流程图如下：

  b，ThreadPoolExecutor执行流程

• 提交一个任务，线程池里存活的核心线程数小于线程数corePoolSize时，线程池会创建一个核心线程去处理提交的任务。

• 如果线程池核心线程数已满，即线程数已经等于corePoolSize，一个新提交的任务，会被放进任务队列workQueue排队等待执行。

• 当线程池里面存活的线程数已经等于corePoolSize了,并且任务队列workQueue也满，判断线程数是否达到maximumPoolSize，即最大线程数是否已满，如果没到达，创建一个非核心线程执行提交的任务。

• 如果当前的线程数达到了maximumPoolSize，还有新的任务过来的话，直接采用拒绝策略处理。

 

   c，源码解读

 2，submit()方法

ps: 线程池抛异常了，如何处理？

 

五，怎样使用线程池？

A，Executors常用方法及问题

 1，常用方法四种：

newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。

 

工作机制：

 

适用场景：用于处理CPU密集型的任务，确保CPU在长期被工作线程使用的情况下，尽可能的少的分配线程，即适用执行长期的任务。

•  

newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

 

工作机制：

 

适用场景：用于串行执行任务的场景，一个任务一个任务地执行。

•  

newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。

 

工作机制：

       

 

适用场景：用于并发执行大量短期的小任务。

•  

newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。

 

工作机制：

 

• 适用场景： 周期性执行任务的场景，需要限制线程数量的场景

 

 2，使用Executors的问题, 来自阿里Java规范的建议：

       

B，自定义线程池

1，合理配置线程池

     通常我们是需要根据这批任务执行的性质来确定的。

• IO 密集型任务：由于线程并不是一直在运行，所以可以尽可能的多配置线程，比如 CPU 个数 * 2

• CPU 密集型任务（大量复杂的运算）应当分配较少的线程，比如 CPU 个数相当的大小。

     当然这些都是经验值，最好的方式还是根据实际情况测试得出最佳配置。

2，推荐使用Guava提供的ThreadFactoryBuilder来创建线程池