1、线程池 - 《java知识体系》

线程池的优点
线程池原理
创建线程池的方式

线程池的优点

1、线程是稀缺资源，使用线程池可以减少创建和销毁线程的次数，每个工作线程可以重复使用；
2、可以根据系统的性能，调整工作线程数量，反正消耗过多内存导致服务器崩溃。

线程池原理

1、线程池创建核心方法

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

corePoolSize：线程池核心线程数量
maximumPoolSize:线程池最大线程数量
keepAliverTime：当活跃线程数大于核心线程数时，空闲的多余线程最大存活时间
unit：存活时间的单位
workQueue：存放任务的队列
handler：超出线程范围和队列容量的任务的处理程序

2、线程池实现原理

提交一个任务到线程池中，线程池的处理流程如下：
1、判断线程池的核心线程是否都在执行任务，如果不是（核心线程空闲或者核心线程还未创建）则创建一个新的工作线程来执行任务。核心线程都在执行任务，则进入下个阶段。
2、判断工作队列是否已满。如果队列未满，则将任务加入到队列中；如果工作队列满了，则进入下个阶段。
3、判断最大工作线程是否都在工作状态，如果不是，则创建新的工作线程执行任务；如果已经满了，则交给饱和策略来处理。

饱和策略

1、AbortPolicy：直接抛出异常
2、CallerRunsPolicy：只用调用所在的线程运行任务
3、DiscardOldestPolicy：丢弃队列里最近的一个任务，并执行当前任务。
4、DiscardPolicy：不处理，丢弃掉。

创建线程池的方式

Executor框架类图

1、JAVA线程既是工作单元，也是执行机制。而在Executor框架中，我们将工作单元与执行机制分离开来。Runnable和Callable是工作单元（也就是俗称的任务），而执行机制由Executor来提供。这样一来Executor是基于生产者消费者模式的，提交任务的操作相当于生成者，执行任务的线程相当于消费者。
2、从类图上看，Executor接口是异步任务执行框架的基础，该框架能够支持多种不同类型的任务执行策略。

public interface Executor {
    void execute(Runnable command);
}

Executor接口就提供了一个执行方法，任务是Runnbale类型，不支持Callable类型。
3、ExecutorService接口实现了Executor接口，主要提供了关闭线程池和submit方法：

public interface ExecutorService extends Executor {
    List<Runnable> shutdownNow();
    boolean isTerminated();
    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);
 }

4、另外该接口有两个重要的实现类：ThreadPoolExecutor与ScheduledThreadPoolExecutor。
其中ThreadPoolExecutor是线程池的核心实现类，用来执行被提交的任务；而ScheduledThreadPoolExecutor是一个实现类，可以在给定的延迟后运行任务，或者定期执行命令。
5、Executors可以创建3种类型的ThreadPoolExecutor：SingleThreadExecutor、FixedThreadExecutor和CachedThreadPool
a、SingleThreadExecutor：单线程线程池

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    }

我们从源码来看可以知道，单线程线程池的创建也是通过ThreadPoolExecutor，里面的核心线程数和线程数都是1，并且工作队列使用的是无界队列。由于是单线程工作，每次只能处理一个任务，所以后面所有的任务都被阻塞在工作队列中，只能一个个任务执行。
b、FixedThreadExecutor：固定大小线程池

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }

c、CachedThreadPool:无界线程池

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

无界线程池意味着没有工作队列，任务进来就执行，线程数量不够就创建，与前面两个的区别是：空闲的线程会被回收掉，空闲的时间是60s。这个适用于执行很多短期异步的小程序或者负载较轻的服务器。