J.U.C线程池

线程的创建和切换都是代价比较大的。所以，我们需要有一个好的方案能做到线程的复用，这就涉及到一个概念——线程池。合理的使用线程池能够带来3个很明显的好处：

1. 降低资源消耗：通过重用已经创建的线程来降低线程创建和销毁的消耗
2. 提高响应速度：任务到达时不需要等待线程创建就可以立即执行。
3. 提高线程的可管理性：线程池可以统一管理、分配、调优和监控。

1 线程池状态

线程池同样有五种状态：Running, SHUTDOWN, STOP, TIDYING, TERMINATED。

    private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
    private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
    private static final int CAPACITY   = (1 << COUNT_BITS) - 1;
​
    // runState is stored in the high-order bits
    private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;//对应的高3位值是111
    private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;//对应的高3位值是000
    private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;//对应的高3位值是001
    private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;//对应的高3位值是010
    private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;//对应的高3位值是011
​
    // Packing and unpacking ctl
    private static int runStateOf(int c)     { return c & ~CAPACITY; }
    private static int workerCountOf(int c)  { return c & CAPACITY; }
    private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }

变量ctl定义为AtomicInteger ，记录了“线程池中的任务数量”和“线程池的状态”两个信息。共32位，其中高3位表示”线程池状态”，低29位表示”线程池中的任务数量”。

• RUNNING：处于RUNNING状态的线程池能够接受新任务，以及对新添加的任务进行处理。

• SHUTDOWN：处于SHUTDOWN状态的线程池不可以接受新任务，但是可以对已添加的任务进行处理。

• STOP：处于STOP状态的线程池不接收新任务，不处理已添加的任务，并且会中断正在处理的任务。

• TIDYING：当所有的任务已终止，ctl记录的”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。

• TERMINATED：线程池彻底终止的状态。

• 

2 构造方法

线程池参数最全的构造方法

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler) {
    if (corePoolSize < 0 ||
        maximumPoolSize <= 0 ||
        maximumPoolSize < corePoolSize ||
        keepAliveTime < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
        throw new NullPointerException();
    this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
        null :
    AccessController.getContext();
    this.corePoolSize = corePoolSize;
    this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    this.workQueue = workQueue;
    this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    this.threadFactory = threadFactory;
    this.handler = handler;
}

共有七个参数，每个参数含义如下：

• corePoolSize

  线程池中核心线程的数量（也称为线程池的基本大小）。当提交一个任务时，线程池会新建一个线程来执行任务，直到当前线程数等于corePoolSize。如果调用了线程池的prestartAllCoreThreads()方法，线程池会提前创建并启动所有基本线程。

• maximumPoolSize

  线程池中允许的最大线程数。线程池的阻塞队列满了之后，如果还有任务提交，如果当前的线程数小于maximumPoolSize，则会新建线程来执行任务。注意，如果使用的是无界队列，该参数也就没有什么效果了。

• keepAliveTime

  线程空闲的时间。线程的创建和销毁是需要代价的。线程执行完任务后不会立即销毁，而是继续存活一段时间：keepAliveTime。默认情况下，该参数只有在线程数大于corePoolSize时才会生效。

• unit

  keepAliveTime的单位。TimeUnit

• workQueue

  用来保存等待执行的任务的BlockQueue阻塞队列，等待的任务必须实现Runnable接口。选择如下：

  ArrayBlockingQueue：基于数组结构的有界阻塞队列，FIFO。 LinkedBlockingQueue：基于链表结构的有界阻塞队列，FIFO。 PriorityBlockingQueue：具有优先级别的阻塞队列。 SynchronousQueue：不存储元素的阻塞队列，每个插入操作都必须等待一个移出操作。

• threadFactory

  用于设置创建线程的工厂。ThreadFactory的作用就是提供创建线程的功能的线程工厂。他是通过newThread()方法提供创建线程的功能，newThread()方法创建的线程都是“非守护线程”而且“线程优先级都是默认优先级”。

• handler

  RejectedExecutionHandler，线程池的拒绝策略。所谓拒绝策略，是指将任务添加到线程池中时，线程池拒绝该任务所采取的相应策略。当向线程池中提交任务时，如果此时线程池中的线程已经饱和了，而且阻塞队列也已经满了，则线程池会选择一种拒绝策略来处理该任务。

  线程池提供了四种拒绝策略：

  AbortPolicy：直接抛出异常，默认策略； CallerRunsPolicy：用调用者所在的线程来执行任务； DiscardOldestPolicy：丢弃阻塞队列中靠最前的任务，并执行当前任务； DiscardPolicy：直接丢弃任务； 当然我们也可以实现自己的拒绝策略，例如记录日志等等，实现RejectedExecutionHandler接口即可。