概述

池化技术相比大家已经屡见不鲜了，线程池、数据库连接池、Http 连接池等等都是对这个思想的应用。池化技术的思想主要是为了减少每次获取资源的消耗，提高对资源的利用率。

线程池提供了一种限制和管理资源（包括执行一个任务）。 每个线程池还维护一些基本统计信息，例如已完成任务的数量。
这里借用《Java 并发编程的艺术》提到的来说一下使用线程池的好处：

  • 降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
  • 提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。
  • 提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

创建线程池

《阿里巴巴 Java 开发手册》中强制线程池不允许使用 Executors 去创建，而是通过 ThreadPoolExecutor 的方式，这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险

Executors 返回线程池对象的弊端如下：

  • FixedThreadPool 和 SingleThreadExecutor ： 允许请求的队列长度为 Integer.MAX_VALUE ，可能堆积大量的请求，从而导致 OOM。
  • CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool ： 允许创建的线程数量为 Integer.MAX_VALUE ，可能会创建大量线程，从而导致 OOM。

方式一：通过构造方法实现
线程池 - 图1
方式二：通过 Executor 框架的工具类 Executors 来实现（不推荐）
我们可以创建三种类型的 ThreadPoolExecutor：

  • FixedThreadPool ： 该方法返回一个固定线程数量的线程池。该线程池中的线程数量始终不变。当有一个新的任务提交时，线程池中若有空闲线程，则立即执行。若没有，则新的任务会被暂存在一个任务队列中，待有线程空闲时，便处理在任务队列中的任务。
  • SingleThreadExecutor： 方法返回一个只有一个线程的线程池。若多余一个任务被提交到该线程池，任务会被保存在一个任务队列中，待线程空闲，按先入先出的顺序执行队列中的任务。

  • CachedThreadPool： 该方法返回一个可根据实际情况调整线程数量的线程池。线程池的线程数量不确定，但若有空闲线程可以复用，则会优先使用可复用的线程。若所有线程均在工作，又有新的任务提交，则会创建新的线程处理任务。所有线程在当前任务执行完毕后，将返回线程池进行复用。

    ThreadPoolExecutor构造函数重要参数分析

    1. /**
    2. * 用给定的初始参数创建一个新的ThreadPoolExecutor。
    3. */
    4. public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
    5.                     int maximumPoolSize,
    6.                     long keepAliveTime,
    7.                     TimeUnit unit,
    8.                     BlockingQueue<Runnable> workQueue,
    9.                     ThreadFactory threadFactory,
    10.                     RejectedExecutionHandler handler) {
    11.   if (corePoolSize < 0 ||
    12.       maximumPoolSize <= 0 ||
    13.       maximumPoolSize < corePoolSize ||
    14.       keepAliveTime < 0)
    15.           throw new IllegalArgumentException();
    16.   if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
    17.       throw new NullPointerException();
    18.   this.corePoolSize = corePoolSize;
    19.   this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    20.   this.workQueue = workQueue;
    21.   this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    22.   this.threadFactory = threadFactory;
    23.   this.handler = handler;
    24. }

    ThreadPoolExecutor 3 个最重要的参数：

  • corePoolSize : 核心线程数线程数定义了最小可以同时运行的线程数量。

  • maximumPoolSize : 当队列中存放的任务达到队列容量的时候，当前可以同时运行的线程数量变为最大线程数。
  • workQueue: 当新任务来的时候会先判断当前运行的线程数量是否达到核心线程数，如果达到的话，新任务就会被存放在队列中。

ThreadPoolExecutor其他常见参数:

  1. keepAliveTime:当线程池中的线程数量大于 corePoolSize 的时候，如果这时没有新的任务提交，核心线程外的线程不会立即销毁，而是会等待，直到等待的时间超过了 keepAliveTime才会被回收销毁；
  2. unit : keepAliveTime 参数的时间单位。
  3. threadFactory :executor 创建新线程的时候会用到。
  4. handler :饱和策略。关于饱和策略下面单独介绍一下。

    ThreadPoolExecutor饱和策略

    ThreadPoolExecutor 饱和策略定义:
    如果当前同时运行的线程数量达到最大线程数量并且队列也已经被放满了任时，ThreadPoolTaskExecutor 定义一些策略:
  • ThreadPoolExecutor.AbortPolicy： 抛出 RejectedExecutionException来拒绝新任务的处理。
  • ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy： 调用执行自己的线程运行任务，也就是直接在调用execute方法的线程中运行(run)被拒绝的任务，如果执行程序已关闭，则会丢弃该任务。因此这种策略会降低对于新任务提交速度，影响程序的整体性能。如果您的应用程序可以承受此延迟并且你要求任何一个任务请求都要被执行的话，你可以选择这个策略。
  • ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy： 不处理新任务，直接丢弃掉。
  • ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy： 此策略将丢弃最早的未处理的任务请求。

线程池提交任务流程

线程池 - 图2

  1. 当有任务需要线程，先去判断线程池的线程数是否大于核心线程数，否，就创建线程执行任务
  2. 大于核心线程数，判断等待队列是否已满，如果否，就把任务加入到队列中，
  3. 如果队列也满了，判断线程池当前线程数是否大于最大线程数，如果否，就创建线程处理任务
  4. 如果最大线程数也满了，按照饱和策略处理任务