一、什么是线程池
顾名思义，线程池就是一个可以同时容纳多个线程执行的容器。在多线程编程中，我们不可避免地要用到线程池技术，那么我们为什么要使用线程池呢？这就要说说线程池的优点了：
- 通过重用线程池中的线程，可以避免因重复创建和销毁线程带来的性能开销；
- 有效控制线程的最大并发数，避免大量的线程因互相抢占资源而造成系统的阻塞；
- 能够对线程进行简单的管理，提供定时执行、间隔循环执行等功能。
二、线程池的实现
Android中线程池真正的实现是ThreadPoolExecutor类，它的构造方法提供了一系列参数来配置线程池，我们通过它的构造方法来了解各个参数的含义。
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.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
- corePoolSize
线程池的核心线程数，默认情况下，核心线程会在线程池中一直存活，即使它们处于空闲状态。但是当ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性值为true，那么空闲的核心线程也会有超时策略，这个时长由keepAliveTime决定，当等待超过keepAliveTime指定的时长，核心线程被终止。 - maximumPoolSize
线程池能容纳的最大线程数，当线程数达到这个数值，后续的任务会被阻塞，直到有其他线程被释放。 - keepAliveTime
非核心线程的闲置超时时长，超过这个时长非核心线程就会被回收。当ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性值为true，keepAliveTime同样会作用于核心线程。 - unit
设置keepAliveTime参数的单位。 - workQueue
线程池中的任务队列，通过线程池的execute方法提交的Runnable对象会存储在这个参数中。 - threadFactory
线程工厂，专门为线程池生成新线程。
ThreadPoolExecutor执行任务时需要遵循如下规则：
- 如果线程池中的线程数量未达到核心线程数，那么会直接启动一个核心线程来执行新的任务；
- 如果线程池中的线程数量已经达到或超过核心线程数，那么任务会被插入到任务队列中排队等待；
- 如果线程池中的线程数量已经达到或超过核心线程数，并且任务队列已满，这个时候如果线程池中的线程数量未达到线程池规定的最大值，那么会立即启动一个非核心线程来执行任务；
- 如果步骤3中线程数量达到线程池规定的最大值，那么就拒绝执行此任务，会调用RejectedExecutionHandler的rejectedExecution方法来通知调用者任务执行请求被拒绝。
处理任务优先级排序：启动核心线程 -> 进入任务队列 -> 启动非核心线程 。
我们接下来从源码的角度分析一下任务执行的规则：
public void execute(Runnable command) {
//传进来的线程为null，则抛出空指针异常
if (command == null)
throw new NullPointerException();
//获取当前线程池的状态+线程个数变量
int c = ctl.get();
/**
* 3个步骤
*/
//1.判断当前线程池线程个数是否小于corePoolSize,小于则调用addWorker方法创建新线程运行,且传进来的Runnable当做第一个任务执行。
//如果调用addWorker方法返回false，则直接返回
if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
if (addWorker(command, true))
return;
c = ctl.get();
}
//2.如果线程池处于RUNNING状态，则添加任务到阻塞队列
if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
//二次检查
int recheck = ctl.get();
//如果当前线程池状态不是RUNNING则从队列删除任务，并执行拒绝策略
if (! isRunning(recheck) && remove(command))
reject(command);
//否者如果当前线程池线程空，则添加一个线程
else if (workerCountOf(recheck) == 0)
addWorker(null, false);
}
//3.新增线程，新增失败则执行拒绝策略
else if (!addWorker(command, false))
reject(command);
}
这样直接看代码可能还是不太清晰，所以我们直接看图会比较容易理解具体过程。
图片来源于网络
三、线程池的分类
第二节中对ThreadPoolExecutor的主要配置参数进行了详细的介绍，本节将介绍Android中常见的几种线程池，看看它们是如何通过配置ThreadPoolExecutor来实现自己的功能特性。
（1）FixedThreadPool
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
threadFactory);
}
总结：核心线程数=最大线程数，即线程池中只有核心线程，这意味着所有线程不会被回收，除非线程池被关闭了。当所有线程都处于活动状态时，由于任务队列没有限制大小，因此新任务总是会进入任务队列排队等待，直到有线程空闲出来。由于FixedThreadPool只有核心线程并且这些线程不会被回收，因此它能够更加快速地响应外界的请求。
（2）SingleThreadExecutor
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
threadFactory));
}
总结：核心线程数=最大线程数=1，即线程池中只能有一个核心线程。SingleThreadExecutor可以确保所有任务都在同一线程中顺序执行，这使得在这些任务之间不需要处理线程同步问题。
（3）CachedThreadPool
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
总结：核心线程数=0，即它只有非核心线程，并且线程池可以容纳的非核心线程数量为Integer.MAX_VALUE。线程池中的空闲线程都有超时机制，如果在60秒内没有执行任务，线程将会被系统回收。假如某个时刻所有线程都处于活动状态，那么就会创建新线程来执行新任务，否则直接使用空闲线程处理任务。CachedThreadPool的任务队列实际上是一个无法存储任务的队列，这将导致任何任务都会立即被执行。CachedThreadPool适用于执行大量耗时较少的任务。当所有线程都处于空闲状态时，它们会因为超时而全部被回收，这个时候CachedThreadPool中没有任何线程，这几乎不占用任何系统资源。。
（4）ScheduledThreadPool
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
//延迟1秒执行，每隔1秒向线程池提交一次任务
Executors. newScheduledThreadPool (5).scheduleAtFixedRate(r, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);
总结：核心线程数固定，非核心线程数为Integer.MAX_VALUE。非核心线程处于空闲状态超过一定时长就会被回收。ScheduledThreadPool主要用于执行定时任务以及有固定周期的重复任务。
除了系统提供的这几类线程池之外，我们也可以根据实际场景灵活地配置线程池。
参考
《Android开发艺术探索》
java多线程系列：ThreadPoolExecutor源码分析
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