深入淺出線程池

jdk1.5引入Executor線程池框架，通過它把任務(wù)的提交和執(zhí)行進(jìn)行解耦，只需要定義好任務(wù)，然后提交給線程池，而不用關(guān)心該任務(wù)是如何執(zhí)行、被哪個線程執(zhí)行，以及什么時候執(zhí)行。
初始化線程池（4種）
簡介：
Java線程池的工廠類：Executors類,

初始化4種類型的線程池：

newFixedThreadPool()
說明：初始化一個指定線程數(shù)的線程池，其中corePoolSize== maxiPoolSize，使用LinkedBlockingQuene作為阻塞隊列
特點：即使當(dāng)線程池沒有可執(zhí)行任務(wù)時，也不會釋放線程。
newCachedThreadPool()
說明：初始化一個可以緩存線程的線程池，默認(rèn)緩存60s，線程池的線程數(shù)可達(dá)到Integer.MAX_VALUE，即2147483647，內(nèi)部使用SynchronousQueue作為阻塞隊列；
特點：在沒有任務(wù)執(zhí)行時，當(dāng)線程的空閑時間超過keepAliveTime，會自動釋放線程資源；當(dāng)提交新任務(wù)時，如果沒有空閑線程，則創(chuàng)建新線程執(zhí)行任務(wù)，會導(dǎo)致一定的系統(tǒng)開銷；
因此，使用時要注意控制并發(fā)的任務(wù)數(shù)，防止因創(chuàng)建大量的線程導(dǎo)致而降低性能。
newSingleThreadExecutor()
說明：初始化只有一個線程的線程池，內(nèi)部使用LinkedBlockingQueue作為阻塞隊列。
特點：如果該線程異常結(jié)束，會重新創(chuàng)建一個新的線程繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，唯一的線程可以保證所提交任務(wù)的順序執(zhí)行
newScheduledThreadPool()
特點：初始化的線程池可以在指定的時間內(nèi)周期性的執(zhí)行所提交的任務(wù)，在實際的業(yè)務(wù)場景中可以使用該線程池定期的同步數(shù)據(jù)。

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1.CacheThreadPool?
這是一個線程數(shù)變動性非常強的線程池，默認(rèn)配置下，它可以開啟無限多個線程（Integer.maxSize 和 JVM允許線程數(shù)范圍內(nèi)）。且如果該線程池里的線程在60秒內(nèi)如果是處于空閑狀態(tài)（即沒任務(wù)執(zhí)行），那么該線程就會被回收，不再由線程池維護(hù)。如果有新任務(wù)進(jìn)來時，由于之前的線程池里的線程已被回收，那么新的線程也會再次創(chuàng)建。當(dāng)執(zhí)行完任務(wù)，60秒內(nèi)依舊無新任務(wù)的可執(zhí)行話，那么該線程又會被再次回收。?

綜合該線程池的特性，我們可以思考下什么情況下應(yīng)該使用這類線程池。比如：我們的應(yīng)用服務(wù)器上面，會在非固定時間（時間跨域度會盡可能大）和非固定的任務(wù)數(shù)量。?

2.FixedThreadPool
FixedThreadPool一個固定數(shù)量的線程池，且該線程池不會隨著任務(wù)的變化而增多或減少線程數(shù)量。即該線程池下的線程池如果你不主動調(diào)用銷毀shutdowm、purge之類的方法。那么這些線程將會永遠(yuǎn)被線程池維護(hù)著。

3.SingleThreadExecutor
SingleThreadExecutor是一個固定單線程的線程池，該線程池會永遠(yuǎn)都保持著一個線程的活動狀態(tài)，如果該線程池的單線程因某些異常而退出后，線程池會繼續(xù)創(chuàng)建一個新的線程。

4.ScheduledThreadPool
ScheduledThreadPool是一個支持任務(wù)定時調(diào)度的線程池。

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總結(jié)：除了newScheduledThreadPool的內(nèi)部實現(xiàn)特殊一點之外，其它線程池內(nèi)部都是基于ThreadPoolExecutor類（Executor的子類）實現(xiàn)的。

ThreadPoolExecutor內(nèi)部具體實現(xiàn)：
ThreadPoolExecutor類構(gòu)造器語法形式：

ThreadPoolExecutor（corePoolSize,maxiPoolSize,keepAliveTime,timeUnit,workQueue,threadFactory,handle);??

方法參數(shù)：
? ? ?corePoolSize：核心線程數(shù)
? ? ?maxPoolSize：最大線程數(shù)
?????keepAliveTime：線程存活時間（在corePore<*<maxPoolSize情況下有用）
?????timeUnit：存活時間的時間單位
?????workQueue：阻塞隊列（用來保存等待被執(zhí)行的任務(wù)）

注：關(guān)于workQueue參數(shù)的取值,JDK提供了4種阻塞隊列類型供選擇：
?????ArrayBlockingQueue：基于數(shù)組結(jié)構(gòu)的有界阻塞隊列，按FIFO排序任務(wù)；
? ? ?LinkedBlockingQueue：基于鏈表結(jié)構(gòu)的阻塞隊列，按FIFO排序任務(wù)，有界有上限，所生成的BlockingQueue的大小由Integer.MAX_VALUE來決定。

????SynchronousQueue：一個不存儲元素的阻塞隊列，每個插入操作必須等到另一個線程調(diào)用移除操作，否則插入操作一直處于阻塞狀態(tài)，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue；

?????PriorityBlockingQueue：具有優(yōu)先級的無界阻塞隊列；

?????threadFactory：線程工廠，主要用來創(chuàng)建線程；

?????handler：表示當(dāng)拒絕處理任務(wù)時的策略，有以下四種取值

?注：?當(dāng)線程池的飽和策略，當(dāng)阻塞隊列滿了，且沒有空閑的工作線程，如果繼續(xù)提交任務(wù)，必須采取一種策略處理該任務(wù)，線程池提供了4種策略：

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丟棄任務(wù)并拋出RejectedExecutionException異常。? 默認(rèn)策略

ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丟棄任務(wù)，但是不拋出異常。

ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丟棄隊列最前面的任務(wù)，然后重新嘗試執(zhí)行任務(wù)（重復(fù)此過程）

ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由調(diào)用線程處理該任務(wù)。用于被拒絕任務(wù)的處理程序，它直接在?execute?方法的調(diào)用線程中運行被拒絕的任務(wù)；如果執(zhí)行程序已關(guān)閉，則會丟棄該任務(wù)。

RejectedExecutionHandler?handler?=? new?ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy();

當(dāng)然也可以根據(jù)應(yīng)用場景實現(xiàn)RejectedExecutionHandler接口，自定義飽和策略，如記錄日志或持久化存儲不能處理的任務(wù)。

?線程池的狀態(tài)（5種）
其中AtomicInteger變量ctl的功能非常強大：利用低29位表示線程池中線程數(shù)，通過高3位表示線程池的運行狀態(tài)：
1、RUNNING：-1 << COUNT_BITS，即高3位為111，該狀態(tài)的線程池會接收新任務(wù)，并處理阻塞隊列中的任務(wù)；
2、SHUTDOWN：?0 << COUNT_BITS，即高3位為000，該狀態(tài)的線程池不會接收新任務(wù)，但會處理阻塞隊列中的任務(wù)；
3、STOP?：?1<< COUNT_BITS，即高3位為001，該狀態(tài)的線程不會接收新任務(wù)，也不會處理阻塞隊列中的任務(wù)，而且會中斷正在運行的任務(wù)；
4、TIDYING?：?2<< COUNT_BITS，即高3位為010，該狀態(tài)表示線程池對線程進(jìn)行整理優(yōu)化；
5、TERMINATED：?3 << COUNT_BITS，即高3位為011，該狀態(tài)表示線程池停止工作；

?向線程池提交任務(wù)（2種）

有兩種方式：

? ???Executor.execute(Runnablecommand);

?????ExecutorService.submit(Callable<T> task);

execute()內(nèi)部實現(xiàn)

1.首次通過workCountof()獲知當(dāng)前線程池中的線程數(shù)，

??如果小于corePoolSize, 就通過addWorker()創(chuàng)建線程并執(zhí)行該任務(wù)；

　否則，將該任務(wù)放入阻塞隊列；

2. 如果能成功將任務(wù)放入阻塞隊列中, ?

如果當(dāng)前線程池是非RUNNING狀態(tài)，則將該任務(wù)從阻塞隊列中移除，然后執(zhí)行reject()處理該任務(wù)；

如果當(dāng)前線程池處于RUNNING狀態(tài)，則需要再次檢查線程池（因為可能在上次檢查后，有線程資源被釋放），是否有空閑的線程；如果有則執(zhí)行該任務(wù)；

3、如果不能將任務(wù)放入阻塞隊列中,說明阻塞隊列已滿；那么將通過addWoker()嘗試創(chuàng)建一個新的線程去執(zhí)行這個任務(wù)；如果addWoker()執(zhí)行失敗，說明線程池中線程數(shù)達(dá)到maxPoolSize,則執(zhí)行reject()處理任務(wù)；

?sumbit()內(nèi)部實現(xiàn)

會將提交的Callable任務(wù)會被封裝成了一個FutureTask對象

FutureTask類實現(xiàn)了Runnable接口，這樣就可以通過Executor.execute()提交FutureTask到線程池中等待被執(zhí)行，最終執(zhí)行的是FutureTask的run方法；?

比較：

?兩個方法都可以向線程池提交任務(wù)，execute()方法的返回類型是void，它定義在Executor接口中, 而submit()方法可以返回持有計算結(jié)果的Future對象，它定義在ExecutorService接口中，它擴(kuò)展了Executor接口，其它線程池類像ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor都有這些方法。?

線程池的關(guān)閉（2種）

ThreadPoolExecutor提供了兩個方法，用于線程池的關(guān)閉，分別是shutdown()和shutdownNow()，其中：

shutdown()：不會立即終止線程池，而是要等所有任務(wù)緩存隊列中的任務(wù)都執(zhí)行完后才終止，但再也不會接受新的任務(wù)

shutdownNow()：立即終止線程池，并嘗試打斷正在執(zhí)行的任務(wù)，并且清空任務(wù)緩存隊列，返回尚未執(zhí)行的任務(wù)

?線程池容量的動態(tài)調(diào)整
ThreadPoolExecutor提供了動態(tài)調(diào)整線程池容量大小的方法：setCorePoolSize()和setMaximumPoolSize()，

總結(jié)：
線程池中的核心線程數(shù)，當(dāng)提交一個任務(wù)時，線程池創(chuàng)建一個新線程執(zhí)行任務(wù)，直到當(dāng)前線程數(shù)等于corePoolSize；如果當(dāng)前線程數(shù)為corePoolSize，繼續(xù)提交的任務(wù)被保存到阻塞隊列中，等待被執(zhí)行；如果阻塞隊列滿了，那就創(chuàng)建新的線程執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)；直到線程池中的線程數(shù)達(dá)到maxPoolSize,這時再有任務(wù)來，只能執(zhí)行reject()處理該任務(wù)；

注：如果執(zhí)行了線程池的prestartAllCoreThreads()方法，線程池會提前創(chuàng)建并啟動所有核心線程。

?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的多线程：线程池的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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