线程池

1. 线程池的实现原理
   当向线程池提交一个任务之后，线程池是如何处理这个任务呢？
   （1）线程池判断核心线程池里的线程是否都在执行任务。如果不是，则创建一个新的工作线程来执行任务。如果核心线程池里的线程都在执行任务，则进入下个流程。
   （2）线程池判断工作队列是否已经满。如果工作队列没有满，则将新提交的任务存储在这个工作队列里。如果工作队列满了，则进入下个流程。
   （3）线程池判断线程池的线程是否都处于工作状态。如果没有，则创建一个新的工作线程来执行任务。如果已经满了，则交给饱和策略来处理这个任务。
   线程池的主要处理流程如下所示：

   
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2. TheadPoolExecutor执行execute方法分下面4种情况
   （1）如果当前运行的线程少于corePoolSize，则创建新线程来执行任务（注意，执行这一步骤需要获取全局锁）。
   （2）如果运行的线程等于或多于corePoolSize，则将任务加入BlockingQueue.
   （3）如果无法将任务加入BlockingQueue（队列已满），则创建新的线程来处理任务（注意，执行这一步骤需要获取全局锁）。
   （4）如果创建新线程将使当前运行的线程超过maximumPoolSize，任务将被拒绝，并调动RejectedExecutionHandler.rejectedExecution()方法。
   ThreadPoolExecutor执行示意图

   
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   ThreadPoolExecutor采取上述步骤的总体设计思路，是为了在执行execute()方法时，尽可能地避免获取全局锁（那将会是一个严重的可伸缩瓶颈）。在ThreadPoolExecutor完成预热之后（当前运行的线程数大于等于corePoolSize），几乎所有的execute()方法调用都是执行步骤2，而步骤2不需要获取全局锁。
   ThreadPoolExecutor中线程执行任务的示意图如下

   
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   线程池中的线程执行任务分两种情况，如下
   （1）在execute()方法中创建一个线程，会让这个线程执行当前任务。
   （2）这个线程执行上图中的任务后，会反复从BlockingQueue获取任务来执行。

3. 线程池的创建
   创建一个线程池时需要输入几个参数，如下

new ThreadPoolExecutor(corePoolSize,maximunPoolSize,keepAliveTime,milliseconds,runnableTaskQueue,handler);

（1）corePoolSize(线程池的基本大小)：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，即使其他空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程，等到需要执行的任务数大于线程池基本大小时就不再创建。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。
（2）runnableTaskQueue(任务队列)：用于保持等待执行的任务的阻塞队列。可以选择一下几个阻塞队列。

• ArrayBlockingQueue:是一个基于数组结构的有界阻塞队列，此队列按FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。
• SynchronousQueue: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队列，吞吐量通常要高于Linked-BlockingQueue，静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。
• PriorityBlockingQueue: 一个具有优先级的无线阻塞队列。
  （3）maximumPoolSize(线程池最大数量)：线程池允许创建的最大线程数。如果队列满了，并且已创建的线程数小于最大线程数，则线程池会再创建新的线程执行任务。值得注意的是，如果使用了无界的任务队列这个参数就没什么效果。
  （4）ThreadFactory: 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，代码如下

new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("XX-task-%d").build();

（5）RejectedExecutionHandler(饱和策略)：当队列和线程池都满了，说明线程池处于饱和状态，那么必须采取一种策略处理提交的新任务。这个策略默认情况下是AbortPolicy,表示无法处理新任务时抛出异常。在JDK 1.5中java线程池框架提供了以下4种策略。

• AbortPolicy:直接抛出异常
• CallerRunsPolicy: 只用调用者所在线程来运行任务
• DiscardOldestPolicy: 丢弃队列里最近的一个任务，并执行当前任务
• DiscardPolicy: 不处理，丢弃掉。
  （6）keepliveTime(线程活动保持时间)：线程池的工作线程空闲后，保持存活的时间。所以，如果任务很多，并且每个任务执行的时间比较短，可以调大时间，提高线程的利用率。
  （7）TimeUnit(线程活动保持时间的单位)：可选的单位有天、小时、分钟、毫秒、微妙和纳秒。

4. 关闭线程池
   可以通过调用线程池的shutdown或shutdownNow方法来关闭线程池。他们的原理是遍历线程池的工作线程，然后逐个调用线程的interrupt方法来中断线程，所以无法响应中断的任务可能永远无法终止。但是它们存在一定的区别，shutdownNow首先将线程池的状态设置成STOP，然后尝试停止所有的正在执行或暂停任务的线程，并返回等待执行队列的列表，而shutdonw只是将线程池的状态设置成SHUTDOWN状态，然后中断所有没有正在执行任务的线程。
   只要调用了这两个关闭方法中的任意一个，isShutdonw方法就会返回true。当所有任务都已关闭后，才表示线程池关闭成功，这时调用isTerminated方法会返回true。至于应该调用哪一种方法来关闭线程池，应该由提交到线程池的任务特性决定，通常调用shutdown方法来关闭线程池，如果任务不一定执行完，则可以调用shutdownNow方法。