前言

线程池的产生是为了管理线程，线程的频繁创建或不限制的创建会对系统带来相当大的资源损耗。在JAVA1.5中，提供了Executor框架用于将任务的提交和执行解耦，任务提交由Runnable或Callable处理，而Executor框架来处理任务。

线程介绍：https://www.jianshu.com/p/18e20701974a

ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor是线程池的核心实现类。其构造方法有4个，我们选最多参数的构造方法讲解：

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

corePoolSize：核心线程数。如果当前运行的线程数小于corePoolSize，则创建新的线程来处理任务；如果大于corePoolSize，则不会再继续创建。如果调用prestartAllcoreThread方法，线程池会提前创建并启动所有核心线程来等待任务；否则，默认情况下，只有提交了任务才会创建线程。
maximumPoolSize：线程池允许创建的最大线程数。如果任务队列满了并且线程池中线程数小于maximumPoolSize，则会仍旧会创建线程来进行处理任务，此时创建的线程称为非核心线程，此时创建的线程存活时间会受keepAliveTime约束。
keepAliveTime：非核心线程闲置时间。线程闲置超过这个时间会被回收，所以如果任务比较多，且每个任务执行用时比较短时，可以考虑增大keepAliveTime值来提高利用率。值得一提是，如果通过设置allowCoreThreadTimeOut(true)，keepAliveTime也会应用到核心线程。
unit：keepAliveTime的时间单位。可选参数为：天(DAYS)、小时(HOURS)、分钟(MINUTES)、秒(SECONDS)、毫秒(MILLISECONDS)等。
workQueue：任务队列。如果当前线程大于corePoolSize，则将任务添加至此任务队列中，类型为BlockingQueue，是一个阻塞队列。
threadFactory：线程工厂。可以用线程工厂给每个创建出来的线程设置名字。
RejectedExecutionHandler：饱和策略。当任务队列和线程池都满了时所采取的应对策略。有如下4中策略：

AbordPolicy：默认值，表示无法处理新任务，并抛出
CallerRunsPolicy：用调用者所在的线程处理任务。
DiscardPolicy：不能执行的任务，并将该任务删除。
DiscardOldestPolicy：丢弃队列最近的任务，并执行当前任务。

线程池的工作流程

图中已经表现的非常清楚，便不再多说，只是顺带一提的是，如果任务队列中有任务在等待执行的话，核心线程执行完任务后会从任务队列中取任务进行执行，直至队列为空。

四种常用线程池

这四种常用线程池，其实无非是对ThreadPoolExecutor的参数进行不同的配置而产生，他们分别为：FixedThreadPool、CachedThreadPool、SingleThreadPool、ScheduledThreadPool。

1、FixedThreadPool

在Executors类的newFixedThreadPool方法中，可以看到如下一段代码，这段代码便是创建FixedThreadPool线程池。从参数可知，核心线程数和线程池线程总数均为nThreads，即此线程池无非核心线程，采用的阻塞队列为无界阻塞队列。

ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
           0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
           new LinkedBlockingQueue<Runnable>());

FixedThreadPool执行示意图

2、CachedThreadPool

在Executors类中的newCachedThreadPool方法中，可看到CachedThreadPool的构造参数。该线程池无核心线程，均为非核心线程，线程数量为Integer.MAX_VALUE，即无上限，空闲等待时间为60秒。阻塞队列用了不存储元素的SynchronousQueue，每个插入操作必须等待另一个线程的移除操作，同样任何一个移除操作都等待另一个线程的插入操作。此线程池比较适用于大量的需要立即处理的但耗时比较少的任务。

ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
           60L, TimeUnit.SECONDS,
           new SynchronousQueue<Runnable>());

CachedThreadPool执行示意图

3、SingleThreadExecutor

在Executors类中的newSingleThreadExecutor方法中，可看到SingleThreadExecutor的构造参数。该线程池只有一个核心线程，无非核心线程。阻塞队列为无界阻塞队列。

new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                 new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));

SingleThreadExecutor执行示意图

4、ScheduledThreadPool

ScheduledThreadPool是一个能实现定时和周期性任务的线程池，在Executors中的ScheduledExecutorService方法中，创建源码如下：

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
        return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
    }

源码中创建的ScheduledThreadPoolExecutor类是继承自ThreadPoolExecutor，用于给定时处理任务。ScheduledThreadPoolExecutor构造函数如下，可以看出核心线程数由入参决定，非核心线程数为无限，但采用阻塞队列DelayedWorkQueue是无界，所以无非核心线程。

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
              DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
              new DelayedWorkQueue());
    }

与前三种线程池有些不同的是，当执行ScheduledThreadPoolExecutor的scheduleAtFixedRate或scheduleWithFixedDelay方法时，会向DelayedWorkQueue添加一个实现RunnableScheduleFuture接口的ScheduleFutureTask，并检查运行的线程数量是否已达到corePoolSize。如果还未达到，则创建新的线程并启动它，但不会立即去执行任务，而是去DelayedWorkQueue中取ScheduleFutureTask，然后执行任务。如果运行的线程数已经达到corePoolSize，则将任务添加到DelayedWorkQueue中。DelayedWorkQueue会将任务进行排序，先执行的任务放在队列前面。最重要的是，执行完的任务，会将ScheduleFutureTask中的time变量改为下次执行的时间放回到DelayedWorkQueue中，以此达到循环定时的功能。

ScheduledThreadPool执行示意图