线程池简介

  • 线程池（英语：thread pool）：一种线程使用模式。线程过多会带来调度开销， 进而影响缓存局部性和整体性能。而线程池维护着多个线程，等待着监督管理 者分配可并发执行的任务。这避免了在处理短时间任务时创建与销毁线程的代 价。线程池不仅能够保证内核的充分利用，还能防止过分调度
  • 线程池的优势： 线程池做的工作只要是控制运行的线程数量，处理过程中将任 务放入队列，然后在线程创建后启动这些任务，如果线程数量超过了最大数量， 超出数量的线程排队等候，等其他线程执行完毕，再从队列中取出任务来执行
  • 它的主要特点为：
    • 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销耗
    • 提高响应速度: 当任务到达时，任务可以不需要等待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，不仅会销耗系统资 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
    • Java 中的线程池是通过 Executor 框架实现的，该框架中用到了 Executor，Executors， ExecutorService，ThreadPoolExecutor 这几个类
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线程池参数说明

  • corePoolSize 线程池的核心线程数
  • maximumPoolSize 能容纳的最大线程数
  • keepAliveTime 空闲线程存活时间
  • unit 存活的时间单位
  • workQueue 存放提交但未执行任务的队列
  • threadFactory 创建线程的工厂类
  • handler 等待队列满后的拒绝策略
  • 线程池中，有三个重要的参数，决定影响了拒绝策略：corePoolSize - 核心线 程数，也即最小的线程数。workQueue - 阻塞队列 。 maximumPoolSize - 最大线程数
  • 当提交任务数大于 corePoolSize 的时候，会优先将任务放到 workQueue 阻 塞队列中。当阻塞队列饱和后，会扩充线程池中线程数，直到达到 maximumPoolSize 最大线程数配置。此时，再多余的任务，则会触发线程池 的拒绝策略了

  • 总结起来，也就是一句话，当提交的任务数大于（workQueue.size() + maximumPoolSize ），就会触发线程池的拒绝策略

    拒绝策略

  • CallerRunsPolicy: 当触发拒绝策略，只要线程池没有关闭的话，则使用调用 线程直接运行任务。一般并发比较小，性能要求不高，不允许失败。但是，由 于调用者自己运行任务，如果任务提交速度过快，可能导致程序阻塞，性能效 率上必然的损失较大

  • AbortPolicy: 丢弃任务，并抛出拒绝执行 RejectedExecutionException 异常 信息。线程池默认的拒绝策略。必须处理好抛出的异常，否则会打断当前的执 行流程，影响后续的任务执行。
  • DiscardPolicy: 直接丢弃，其他啥都没有
  • DiscardOldestPolicy: 当触发拒绝策略，只要线程池没有关闭的话，丢弃阻塞 队列 workQueue 中最老的一个任务，并将新任务加入

线程池的种类与创建

  • newCachedThreadPool(常用)
    • 作用：
      • 创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空 闲线程，若无可回收，则新建线程.
    • 特点:
      • 线程池中数量没有固定，可达到最大值（Interger. MAX_VALUE）
      • 线程池中的线程可进行缓存重复利用和回收（回收默认时间为 1 分钟）
      • 当线程池中，没有可用线程，会重新创建一个线程
  • newFixedThreadPool(常用)
    • 作用：
      • 创建一个可重用固定线程数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这 些线程。在任意点，在大多数线程会处于处理任务的活动状态。如果在所有线 程处于活动状态时提交附加任务，则在有可用线程之前，附加任务将在队列中 等待。如果在关闭前的执行期间由于失败而导致任何线程终止，那么一个新线 程将代替它执行后续的任务（如果需要）。在某个线程被显式地关闭之前，池 中的线程将一直存在
    • 特征：
      • 线程池中的线程处于一定的量，可以很好的控制线程的并发量
      • 线程可以重复被使用，在显示关闭之前，都将一直存在
      • 超出一定量的线程被提交时候需在队列中等待
  • newSingleThreadExecutor(常用)
    • 作用：
      • 创建一个使用单个 worker 线程的 Executor，以无界队列方式来运行该 线程。（注意，如果因为在关闭前的执行期间出现失败而终止了此单个线程， 那么如果需要，一个新线程将代替它执行后续的任务）。可保证顺序地执行各 个任务，并且在任意给定的时间不会有多个线程是活动的。与其他等效的 newFixedThreadPool 不同，可保证无需重新配置此方法所返回的执行程序即 可使用其他的线程
    • 特征：
      • 线程池中最多执行 1 个线程，之后提交的线程活动将会排在队列中以此 执行
  • newScheduleThreadPool(了解)
    • 作用:
      • 线程池支持定时以及周期性执行任务，创建一个 corePoolSize 为传入参 数，最大线程数为整形的最大数的线程池**
    • 特征:
      • 线程池中具有指定数量的线程，即便是空线程也将保留
      • 可定时或者 延迟执行线程活动
  • newWorkStealingPool
    • jdk1.8 提供的线程池，底层使用的是 ForkJoinPool 实现，创建一个拥有多个 任务队列的线程池，可以减少连接数，创建当前可用 cpu 核数的线程来并行执 行任务

线程池底层工作原理(重要)

  • 在创建了线程池后，线程池中的线程数为零
  • 当调用 execute()方法添加一个请求任务时，线程池会做出如下判断：
    • 如 果正在运行的线程数量小于 corePoolSize，那么马上创建线程运行这个任务；
    • 如果正在运行的线程数量大于或等于 corePoolSize，那么将这个任务放入 队列；
    • 如果这个时候队列满了且正在运行的线程数量还小于 maximumPoolSize，那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务；
    • 如 果队列满了且正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize，那么线程 池会启动饱和拒绝策略来执行
  • 当一个线程完成任务时，它会从队列中取下一个任务来执行
  • 当一个线程无事可做超过一定的时间（keepAliveTime）时，线程会判断：
    • 如果当前运行的线程数大于 corePoolSize，那么这个线程就被停掉
    • 所以线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到 corePoolSize 的大小
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