JDK自帶線程池簡介

1.簡介

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線程池類爲 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor，經常使用構造方法爲: 

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

corePoolSize： 線程池維護線程的最少數量

maximumPoolSize：線程池維護線程的最大數量

keepAliveTime： 線程池維護線程所容許的空閒時間

unit： 線程池維護線程所容許的空閒時間的單位

workQueue： 線程池所使用的緩衝隊列

handler： 線程池對拒絕任務的處理策略

一個任務經過 execute(Runnable)方法被添加到線程池，任務就是一個 Runnable類型的對象，任務的執行方法就是 Runnable類型對象的run()方法。 

當一個任務經過execute(Runnable)方法欲添加到線程池時： 

• 若是此時線程池中的數量小於corePoolSize，即便線程池中的線程都處於空閒狀態，也要建立新的線程來處理被添加的任務。

• 若是此時線程池中的數量等於 corePoolSize，可是緩衝隊列 workQueue未滿，那麼任務被放入緩衝隊列。

• 若是此時線程池中的數量大於corePoolSize，緩衝隊列workQueue滿，而且線程池中的數量小於maximumPoolSize，建新的線程來處理被添加的任務。

• 若是此時線程池中的數量大於corePoolSize，緩衝隊列workQueue滿，而且線程池中的數量等於maximumPoolSize，那麼經過 handler所指定的策略來處理此任務。也就是：處理任務的優先級爲：核心線程corePoolSize、任務隊列workQueue、最大線程maximumPoolSize，若是三者都滿了，使用handler處理被拒絕的任務。

• 當線程池中的線程數量大於 corePoolSize時，若是某線程空閒時間超過keepAliveTime，線程將被終止。這樣，線程池能夠動態的調整池中的線程數。 

unit可選的參數爲java.util.concurrent.TimeUnit中的幾個靜態屬性：

NANOSECONDS、

MICROSECONDS、

MILLISECONDS、

SECONDS。 

workQueue經常使用的是：java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue 

handler有四個選擇：

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()

拋出java.util.concurrent.RejectedExecutionException異常 

ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()

重試添加當前的任務，他會自動重複調用execute()方法 

ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()

拋棄舊的任務 

ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()

拋棄當前的任務

2.相關參考

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一個 ExecutorService，它使用可能的幾個池線程之一執行每一個提交的任務，一般使用 Executors 工廠方法配置。 

線程池能夠解決兩個不一樣問題：因爲減小了每一個任務調用的開銷，它們一般能夠在執行大量異步任務時提供加強的性能，而且還能夠提供綁定和管理資源（包括執行集合任務時使用的線程）的方法。每一個 ThreadPoolExecutor 還維護着一些基本的統計數據，如完成的任務數。

爲了便於跨大量上下文使用，此類提供了不少可調整的參數和擴展掛鉤。可是，強烈建議程序員使用較爲方便的Executors 工廠方法 Executors.newCachedThreadPool()（無界線程池，能夠進行自動線程回收）、Executors.newFixedThreadPool(int)（固定大小線程池）和 Executors.newSingleThreadExecutor()（單個後臺線程），它們均爲大多數使用場景預約義了設置。不然，在手動配置和調整此類時，使用如下指導： 

核心和最大池大小

ThreadPoolExecutor 將根據 corePoolSize（參見 getCorePoolSize()）和 maximumPoolSize（參見 getMaximumPoolSize()）設置的邊界自動調整池大小。當新任務在方法 execute(java.lang.Runnable) 中提交時，若是運行的線程少於 corePoolSize，則建立新線程來處理請求，即便其餘輔助線程是空閒的。若是運行的線程多於 corePoolSize 而少於 maximumPoolSize，則僅當隊列滿時才建立新線程。若是設置的 corePoolSize 和 maximumPoolSize 相同，則建立了固定大小的線程池。若是將 maximumPoolSize設置爲基本的無界值（如 Integer.MAX_VALUE），則容許池適應任意數量的併發任務。在大多數狀況下，核心和最大池大小僅基於構造來設置，不過也可使用 setCorePoolSize(int) 和 setMaximumPoolSize(int) 進行動態更改。 

按需構造

默認狀況下，即便核心線程最初只是在新任務須要時才建立和啓動的，也可使用方法 prestartCoreThread() 或prestartAllCoreThreads() 對其進行動態重寫。 

建立新線程

使用 ThreadFactory 建立新線程。若是沒有另外說明，則在同一個 ThreadGroup 中一概使用Executors.defaultThreadFactory() 建立線程，而且這些線程具備相同的 NORM_PRIORITY 優先級和非守護進程狀態。經過提供不一樣的 ThreadFactory，能夠改變線程的名稱、線程組、優先級、守護進程狀態，等等。若是從 newThread 返回 null 時ThreadFactory 未能建立線程，則執行程序將繼續運行，但不能執行任何任務。

保持活動時間

若是池中當前有多於 corePoolSize 的線程，則這些多出的線程在空閒時間超過 keepAliveTime 時將會終止（參見getKeepAliveTime(java.util.concurrent.TimeUnit)）。這提供了當池處於非活動狀態時減小資源消耗的方法。若是池後來變得更爲活動，則能夠建立新的線程。也可使用方法 setKeepAliveTime(long, java.util.concurrent.TimeUnit) 動態地更改此參數。使用Long.MAX_VALUE TimeUnit.NANOSECONDS 的值在關閉前有效地從之前的終止狀態禁用空閒線程。 

排隊

全部 BlockingQueue 均可用於傳輸和保持提交的任務。可使用此隊列與池大小進行交互：

1. 若是運行的線程少於 corePoolSize，則 Executor 始終首選添加新的線程，而不進行排隊。

2. 若是運行的線程等於或多於 corePoolSize，則 Executor 始終首選將請求加入隊列，而不添加新的線程。

3. 若是沒法將請求加入隊列，則建立新的線程，除非建立此線程超出 maximumPoolSize，在這種狀況下，任務將被拒絕。 

排隊有三種通用策略：

直接提交。工做隊列的默認選項是 SynchronousQueue，它將任務直接提交給線程而不保持它們。在此，若是不存在可用於當即運行任務的線程，則試圖把任務加入隊列將失敗，所以會構造一個新的線程。此策略能夠避免在處理可能具備內部依賴性的請求集合時出現鎖定。直接提交一般要求無界 maximumPoolSizes 以免拒絕新提交的任務。當命令以超過隊列所能處理的平均數連續到達時，此策略容許無界線程具備增加的可能性。

無界隊列。使用無界隊列（例如，不具備預約義容量的 LinkedBlockingQueue）將致使在全部 corePoolSize 線程都忙的狀況下將新任務加入隊列。這樣，建立的線程就不會超過 corePoolSize。（所以，maximumPoolSize 的值也就無效了。）當每一個任務徹底獨立於其餘任務，即任務執行互不影響時，適合於使用無界隊列；例如，在 Web 頁服務器中。這種排隊可用於處理瞬態突發請求，當命令以超過隊列所能處理的平均數連續到達時，此策略容許無界線程具備增加的可能性。

有界隊列。當使用有限的 maximumPoolSizes 時，有界隊列（如 ArrayBlockingQueue）有助於防止資源耗盡，可是可能較難調整和控制。隊列大小和最大池大小可能須要相互折衷：使用大型隊列和小型池能夠最大限度地下降 CPU 使用率、操做系統資源和上下文切換開銷，可是可能致使人工下降吞吐量。若是任務頻繁阻塞（例如，若是它們是 I/O 邊界），則系統可能爲超過您許可的更多線程安排時間。使用小型隊列一般要求較大的池大小，CPU 使用率較高，可是可能遇到不可接受的調度開銷，這樣也會下降吞吐量。

被拒絕的任務 

當 Executor 已經關閉，而且 Executor 將有限邊界用於最大線程和工做隊列容量，且已經飽和時，在方法execute(java.lang.Runnable) 中提交的新任務將被拒絕。在以上兩種狀況下，execute 方法都將調用其 RejectedExecutionHandler的 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution(java.lang.Runnable, java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor) 方法。下面提供了四種預約義的處理程序策略：

1.  在默認的 ThreadPoolExecutor.AbortPolicy 中，處理程序遭到拒絕將拋出運行時 RejectedExecutionException。

2. 在 ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy 中，線程調用運行該任務的 execute 自己。此策略提供簡單的反饋控制機制，可以減緩新任務的提交速度。

3. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy 中，不能執行的任務將被刪除。

4. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy 中，若是執行程序還沒有關閉，則位於工做隊列頭部的任務將被刪除，而後重試執行程序（若是再次失敗，則重複此過程）。

定義和使用其餘種類的 RejectedExecutionHandler 類也是可能的，但這樣作須要很是當心，尤爲是當策略僅用於特定容量或排隊策略時。 

掛鉤方法

此類提供 protected 可重寫的 beforeExecute(java.lang.Thread, java.lang.Runnable) 和 afterExecute(java.lang.Runnable, java.lang.Throwable) 方法，這兩種方法分別在執行每一個任務以前和以後調用。它們可用於操縱執行環境；例如，從新初始化ThreadLocal、蒐集統計信息或添加日誌條目。此外，還能夠重寫方法 terminated() 來執行 Executor 徹底終止後須要完成的全部特殊處理。 

若是掛鉤或回調方法拋出異常，則內部輔助線程將依次失敗並忽然終止。 

隊列維護

方法 getQueue() 容許出於監控和調試目的而訪問工做隊列。強烈反對出於其餘任何目的而使用此方法。remove(java.lang.Runnable) 和 purge() 這兩種方法可用於在取消大量已排隊任務時幫助進行存儲回收。