为什么使用线程池？
- 线程是稀缺资源，不能频繁的创建。
- 解耦作用；线程的创建与执行完全分开，方便维护。
- 应当将其放入一个池子中，可以给其他任务进行复用。
线程池原理
核心的思想就是把宝贵的资源放到一个池子中；每次使用都从里面获取，用完之后又放回池子供其他人使用。
如何配置线程
在 JDK 1.5 之后推出了相关的 api，常见的创建线程池方式有以下几种：
- Executors.newCachedThreadPool()：无限线程池。
- Executors.newFixedThreadPool(nThreads)：创建固定大小的线程池。
- Executors.newSingleThreadExecutor()：创建单个线程的线程池。
查看代码会发现，其实看这三种方式创建的源码就会发现，以上三种都是利用利用 ThreadPoolExecutor 类实现的。
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue) { this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler); }
这几个核心参数的作用：
- corePoolSize 为线程池的基本大小。
- maximumPoolSize 为线程池最大线程大小。
- keepAliveTime 和 unit 则是线程空闲后的存活时间。
- workQueue 用于存放任务的阻塞队列。
- handler 当队列和最大线程池都满了之后的饱和策略。
通常我们都是使用:
threadPool.execute(new Job());
这样的方式来提交一个任务到线程池中，所以核心的逻辑就是 execute() 函数了。
在具体分析之前先了解下线程池中所定义的状态，这些状态都和线程的执行密切相关：
private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS; private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS; private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS; private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS; private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS
- RUNNING
(1)状态说明：自然是运行状态，指可以接受任务执行队列里的任务线程池的初始化状态是RUNNING。换句话说，线程池被一旦被创建，就处于RUNNING状态，并且线程池中的任务数为0
(2)状态切换：线程池的初始化状态是RUNNING。换句话说，线程池被一旦被创建，就处于RUNNING状态，并且线程池中的任务数为0！
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
- SHUTDOWN
(1) 状态说明：线程池处在SHUTDOWN状态时，不接收新任务，但能处理已添加的任务。
(2) 状态切换：调用线程池的shutdown()接口时，线程池由RUNNING -> SHUTDOWN。
- STOP
- 状态说明：线程池处在STOP状态时，不接收新任务，不处理已添加的任务，并且会中断正在处理的任务。
- 状态切换：调用线程池的shutdownNow()接口时，线程池由(RUNNING or SHUTDOWN ) -> STOP。
- TIDYING
(1) 状态说明：当所有的任务已终止，任务数量”为0，线程池会变为TIDYING状态。当线程池变为TIDYING状态时，会执行钩子函数terminated()。terminated()在ThreadPoolExecutor类中是空的，若用户想在线程池变为TIDYING时，进行相应的处理；可以通过重载terminated()函数来实现。
(2) 状态切换：当线程池在SHUTDOWN状态下，阻塞队列为空并且线程池中执行的任务也为空时，就会由 SHUTDOWN -> TIDYING。 当线程池在STOP状态下，线程池中执行的任务为空时，就会由STOP -> TIDYING。
- TERMINATED 终止状态，当执行 terminated() 后会更新为这个状态。
- 状态说明：线程池彻底终止，就变成TERMINATED状态。
- 状态切换：线程池处在TIDYING状态时，执行完terminated()之后，就会由 TIDYING -> TERMINATED。
public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); /* * Proceed in 3 steps: * * 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to * start a new thread with the given command as its first * task. The call to addWorker atomically checks runState and * workerCount, and so prevents false alarms that would add * threads when it shouldn't, by returning false. * * 2. If a task can be successfully queued, then we still need * to double-check whether we should have added a thread * (because existing ones died since last checking) or that * the pool shut down since entry into this method. So we * recheck state and if necessary roll back the enqueuing if * stopped, or start a new thread if there are none. * * 3. If we cannot queue task, then we try to add a new * thread. If it fails, we know we are shut down or saturated * and so reject the task. */ int c = ctl.get();//获取当前线程池的状态 if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {//当前线程数量小于 coreSize 时创建一个新的线程运行 if (addWorker(command, true)) return; c = ctl.get(); } if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {//如果当前线程处于运行状态，并且写入阻塞队列成功 int recheck = ctl.get(); if (! isRunning(recheck) && remove(command)) //双重检查，再次获取线程状态；如果线程状态变了（非运行状态）就需要从阻塞队列移除任务，并尝试判断线程是否全部执行完毕。同时执行拒绝策略。 reject(command); else if (workerCountOf(recheck) == 0) //如果当前线程池为空就新创建一个线程并执行。 addWorker(null, false); } else if (!addWorker(command, false)) //如果在第三步的判断为非运行状态，尝试新建线程，如果失败则执行拒绝策略 reject(command); }
如何配置线程
流程聊完了再来看看上文提到了几个核心参数应该如何配置呢？
有一点是肯定的，线程池肯定是不是越大越好。
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。
优雅的关闭线程池
有运行任务自然也有关闭任务，从上文提到的 5 个状态就能看出如何来关闭线程池。
其实无非就是两个方法 shutdown()/shutdownNow()。
但他们有着重要的区别：
- shutdown() 执行后停止接受新任务，会把队列的任务执行完毕。
- shutdownNow() 也是停止接受新任务，但会中断所有的任务，将线程池状态变为 stop。
示例：
import java.util.Random; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class TaskDemo implements Runnable{ @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" is running"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(10)); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class CachedPool { public static void main(String[] args) { ExecutorService pool=Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 10; i++) { //创建任务 Runnable task=new TaskDemo(); //把任务交给pool去执行 pool.execute(task); } } }
import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class FixedPoolDemo { public static void main(String[] args) { //创建固定大小线程池 ExecutorService pool=Executors.newFixedThreadPool(5); //创建10个任务给pool for (int i = 0; i < 10; i++) { //创建任务 Runnable task=new TaskDemo(); //把任务交给pool去执行 pool.execute(task); } //关闭 pool.shutdown();//shutdown while (!pool.isTerminated()){ } System.out.println("finished"); } }
import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; public class ScheduledDemo { public static void main(String[] args) { ScheduledExecutorService pool=Executors.newScheduledThreadPool(5); for (int i = 0; i < 10; i++) { Runnable task=new TaskDemo(); //把任务交给pool去执行 pool.execute(task); } } }
单一线程：
import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class SingleThreadDemo { public static void main(String[] args) { ExecutorService pool=Executors.newSingleThreadExecutor(); for (int i = 0; i < 10; i++) { //创建任务 Runnable task=new TaskDemo(); //把任务交给pool去执行 pool.execute(task); } } }