线程池和队列

线程池和队列相关概念 部分概念参考链接

• 1：核心线程：简单来讲就是线程池中能否允许同时并发运行的线程的数量。

• 2：线程池大小：线程池中最多能够容纳的线程的数量。

• 3：队列：对提交过来的任务的处理模式，可用于存放当前无法处理的任务。

三种队列：
直接提交：工作队列的默认选项是 SynchronousQueue，它将任务直接提 交给线程而不保持它们。在此，如果不存在可用于立即运行任务的线程，则试图把任务加入队列将失败，因此会构造一个新的线程。此策略可以避免在处理可能具有 内部依赖性的请求集合时出现锁定。直接提交通常要求无界 maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。当命令以超过队列所能处理的平均数 连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。

无界队列：使用无界队列（例如，不具有预定义容量 的 LinkedBlockingQueue）将导致此时超过corePoolSize的新任务全部加入队列等待。这样，创建的线程就不会超 过 corePoolSize。（因此，maximumPoolSize 的值也就无效了。）当每个任务完全独立于其他任务，即任务执行互不影响时，适合 于使用无界队列；例如，在 Web 页服务器中。这种排队可用于处理瞬态突发请求，当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有 增长的可能性。这种方法相当于控制了并发的线程数量。

有界队列：当使用有限的 maximumPoolSizes 时，此时超过核心线程后的任务先加入队列等待，超出队列范围后的任务就生成线程，但创建的线程最多不超过线程池的最大允许值。有界队列 （如 ArrayBlockingQueue）有助于防止资源耗尽，但是可能较难调整和控制。队列大小和最大池大小可能需要相互折衷：使用大型队列和小型 池可以最大限度地降低CPU 使用率、操作系统资源和上下文切换开销，但是可能导致人工降低吞吐量。如果任务频繁阻塞（例如，如果它们是 I/O 边 界），则系统可能为超过您许可的更多线程安排时间。使用小型队列通常要求较大的池大小，CPU 使用率较高，但是可能遇到不可接受的调度开销，这样也会降 低吞吐量。

队列和新任务的处理方式

• 如果队列发过来的任务，发现线程池中正在运行的线程的数量threadPool.getPoolSize()小于核心线程corePoolSize(即myQueue.size())，则立即创建新的线程，无需进入队列等待。

• 如果正在运行的线程等于或者大于核心线程，则必须参考提交的任务能否加入队列中去，分为：

  • 提交的任务能加入队列中

    • 如果提交的任务能加入队列，考虑下队列的值是否有设定，如果没有设定，那么也就是不能创建新的线程，只能在队列中等待，因为理论上队列里面可以容纳无穷大的任务等待。换句话说，此时的线程池中的核心线程数就是池中能否允许的最大线程数。那么池的最大线程数就没有任何意义了。
    • 如果提交的任务能加入队列，队列的值是有限定的，那么首先任务进入队列中去等待，一旦队列中满了，则新增加的任务就进入线程池中创建新的线程。一旦线程池中的最大线程数超过了，那么就会拒绝后面的任务。

  • 如果提交的任务不能加入队列

    • 提交的任务不能加入队列，此时就会创建新的线程加入线程池中，一旦超过线程池中最大的数量，则任务被拒绝。

个人理解：初始化完成之后（线程池中的线程此时处于空闲状态），向线程池添加任务。

• 如果正在运行的任务数量小于核心线程数，则立即创建新线程，无需进入队列
• 如果正在运行的任务数量大于等于核心线程数，则判断能否添加任务到队列
  • 1)能添加到队列（条件：队列设置容量capacity且队列未满或者未设置容量）
    • 任务添加到队列等待
  • 2)不能添加到队列(条件：队列满了)
    • 则线程池创建新线程执行任务。一旦超过线程池中最大的数量，则任务被拒绝
• 注： 线程池拒绝处理新任务的情况：

1、当线程数已经达到maxPoolSize，且队列已满，会拒绝新任务
2、当线程池被调用shutdown()后，会等待线程池里的任务执行完毕，再shutdown。如果在调用shutdown()和线程池真正shutdown之间提交任务，会拒绝新任务

简单模拟多线程发邮件

public class SendMail {
    private static final int corePoolSize = 2; // 线程池中所保存的核心线程数。
    private static final int maximumPoolSize = 4; //线程池允许创建的最大线程数。
    private static final long keepAliveTime = 0; //当前线程池线程总数大于核心线程数时，终止多余的空闲线程的时间。
    //邮件队列（线程共享）
    private static BlockingQueue<Runnable> emailQueue = new LinkedBlockingDeque<>(6);

    //实例化线程池（线程共享）
    private static ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize,
            keepAliveTime, TimeUnit.SECONDS, emailQueue, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
    //发送邮件方法，每次新建一个任务
    public static void send(String content, int time) {
        System.out.println("--当前线程池大小【" + threadPool.getPoolSize() + "】，当前队列大小【" + emailQueue.size() + "】");
        threadPool.execute(new SendThread(content, time));//加入队列
        System.out.println("--当前线程池大小【" + threadPool.getPoolSize() + "】，当前队列大小【" + emailQueue.size() + "】");
        System.out.println("\n");
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 15; i++) {
            send(i + "", i + 1);
        }
        threadPool.shutdown();
    }
}

//定义发邮件线程
public class SendThread implements Runnable {
    private String content;
    private int seconds;

    public SendThread(String content, int seconds) {
        this.content = content;
        this.seconds = seconds;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            //模拟发送邮件。。。。每条5秒钟
            Thread.sleep(5 * 1000);
            System.out.println("sendMail:" + content);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}