线程池

背景

为什么出现线程池？

1. 目前计算机CPU均为多核处理器，如果串行执行，必然造成资源上的浪费；
2. 每次创建线程的时候，和销毁线程的时候，都不是我们程序关心的过程，程序关心的只是执行
3. 有些业务程序不一定要串行执行，实际上可以并行去执行的；以节约相应时间
4. 多个线程执行业务，那么怎么管理这些线程呢，是否可以统一管理

使用线程池的好处

1. 充分利用CPU资源
2. 提高相应时间
3. 统一管理线程(比如线程优先级、监控等)

线程池工作原理

线程池，字面上理解肯定有一个池子，这个池子可以是集合或者队列等，java中使用的是队列；池子存在了，那么就需要工作者，就是真实的工作线程；真实的工作线程控制多少呢，真实的工作者的个数；这些都存在了，那么往池子中注入业务是否需要一个入口，java中就是submit

现实中例子：线程池好比一间客服办公室；办公室为池子；办公室必须保证n个接线员以上，n为核心线程数，工位数为最大线程数；接线员为真实的工作线程；电话号码(如10086)位线程池作业提交入口；超出的n个电话业务而等待的电话咨询数，为等待队列；如果等待的人数超出能等待的范围，就添加接线员到新的工位上，接电话；

线程池UML

线程池采用模板模式

线程池UML.png

ThreadPoolExecutor原理图

线程池原理.png

1. 运行线程数小于 corePoolSize，则创建新的线程来执行(创建新的线程，需要获取全局锁，这时候，其它线程可能在创建或者销毁等)
2. 如果运行线程数大于等于corePoolSize，则任何加入BlockingQueue
3. 如果BlockingQueue已满，maximumPoolSize>corePoolSize,则创建新的线程来处理任务(创建线程需要获取全局锁)
4. 如果队列满，且maximumPoolSize也满，则执行拒绝策略

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

• corePoolSize : 当提交一个任务到线程池时，线程池会创建一个线程来执行任务，即使其它空闲的基本线程能够执行任务也会创建线程，一直到任务数>=核心线程数时就不再创建。有prestartAllCoreThread()方法，可以提前创建
• workQueue：任务队列
  • ArrayBlockingQueue：基于数组实现
  • LinkedBlockingQueue：基于链表实现，吞吐量高于前者
  • SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列；没插入操作必须等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，吞吐量又高于前者
  • PriorityBlockingQueue：一个具有优先级的无限阻塞队列
• maximumPoolSize：线程池最大数量；如果队列满了，并且已创建的线程数小于最大线程数，则线程池会创建新的 线程执行任务；如果使用了无界队列的话，这个参数就没有效果
• threadFactory：设置创建线程的工厂(可以设置创建的线程名称)
• RejectedExecutionHandler：拒绝策略；当线程池都满了，说明线程池处于饱和状态，那么必须采用一种策略处理新提交的任务。
  • AbortPolicy：直接抛出异常(默认)
  • CallerRunsPolicy：只用调用者所在的线程来运行任务
  • DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最近的一个任务，并执行当前任务
  • DiscardPolicy：不处理，直接丢弃掉
• keepAliveTime：线程池的工作线程空闲后，保存时间
• TimeUnit：保存时间单位

线程池提交任务

两种方式：

1. execute() ：提交不需要返回值的任务
2. submit()：提交需要返回值的任务，返回类型为Future<Object>

关闭线程池

shutdown，shutdownNow两种方式。原理都是遍历线程池中的工作线程，然后逐个调用线程的interrupt方法来中断线程，无法响应中断的任务可能永远无法终止。