大話線程池原理

1.前言

  一開始很猶豫這要不要寫這篇文章，在網上看了不少文章寫的都很不錯，可是秉持着更全更易懂的原則，仍是打算本身整理一篇。也參考了不少的文章博客，但願這篇文章可以真正的幫到你。（同時吐槽下，稀土掘金就不能增長一個分類專區的功能嗎，這樣博客寫多了，很差歸類的）

2.爲毛用它

1. 下降資源消耗：經過它重用已存在的線程，能夠有效的下降，由頻繁建立和銷燬線程所形成資源的消耗。
2. 增長系統穩定性：由線程池統一管理，除了能夠下降資源的消耗，還能夠有效控制線程的併發數量，不會讓線程無限制的建立，增長了系統的穩定性。
3. 提升了響應速度：由於重用線程，因此提升了響應速度。
   

3.線程池介紹

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) 複製代碼

1. corePoolSize（最大核心線程數）：

  線程池建立線程的時候，若是當前的線程總個數 < corePoolSize，那麼新建的線程爲核心線程，若是當前線程總個數 >= corePoolSize，那麼新建的線程爲非核心線程。   核心線程默認會一直存活下去，即使是空閒狀態，可是若是設置了allowCoreThreadTimeOut(true)的話，那麼核心線程空閒時間達到keepAliveTime也將關閉。

2. maximumPoolSize（線程池能容納的最大線程數量）：

  核心線程數 + 非核心線程數 = 最大線程數量

3. keepAliveTime（線程的存活時間）：

  非核心線程在空閒狀態下，超過keepAliveTime時間，就會被回收，若是核心線程設置了allowCoreThreadTimeOut(true)的話，那麼在空閒時，超過keepAliveTime時間，也會被回收。

4. TimeUnit（時間單位）：

  時、分、秒、毫秒等

5. BlockingQueue（緩存隊列）：

  當有任務到來時，會指派給核心線程去執行，等核心線程都被佔用了，那麼再有新的任務，就會加入到隊列中，等隊列滿了，再有任務，就再啓動非核心線程去執行。經常使用的隊列以下

• SynchronousQueue   使用這個隊列時，當有任務到來的時候，它並不存任務，而是直接將任務丟給線程去執行，若是線程都在被佔用，它就會建立線程去處理這個任務，因此通常使用這個緩存隊列的時候，maximumPoolSize（線程池能容納的最大線程數量）設置到 Integer.MAX_VALUE，否則任務數超過maximumPoolSize限制而建立不了線程。

• LinkedBlockingQueue   使用這個隊列是，當有任務到來的時候，若是當前的核心線程數 < corePoolSize，它會新建核心線程去執行任務，若是當前核心線程數 >= corePoolSize時，它會將還未被執行的任務存儲起來，等待執行，可是這個隊列，沒有存儲上限，因此尼，這也就形成了，maximumPoolSize（總線程數），永遠不會超過corePoolSize。此隊列按 FIFO（先進先出）原則對任務進行操做。

• ArrayBlockingQueue   使用這個隊列尼，能夠設置隊列的長度，那麼當任務到來的時候，核心線程數 < corePoolSize時, 則建立核心線程去執行任務，若是核心線程數 >= corePoolSize時，加入到隊列裏面，等待執行，若是隊列也滿了，則新建非核心線程去執行任務。此隊列按 FIFO（先進先出）原則對元素進行操做。可是線程數不能超過總線程數。

• DelayQueue（延時隊列）   任務到來時，首先先加入到隊列中，只有達到了指定的延時時間，纔會執行任務。

5. ThreadFactory（線程工廠）：

  用來建立線程池中的線程，用默認的便可。

6. RejectedExecutionHandler（拒絕策略）：

  當任務過多時，即：當前線程數已經達到了最大線程數，緩衝隊列也已經滿了，或者線程池關閉了，那麼再來的任務請求，咱們會拒絕，怎麼拒絕尼？有如下幾個方案：

• AbortPolicy（默認策略）

  「當你有了，原配，想再娶個小三時，原配的態度」，默認策略，簡單粗暴，直接拒絕拋異常（RejectedExecutionException）

• DiscardPolicy

  「原配的太粗暴，無法子，只能把小三的電話，微信都刪掉了，不再來往了」，DiscardPolicy策略就是，直接丟棄，可是不拋異常。若是線程隊列已滿，則後續提交的任務都會被丟棄。

• DiscardOldestPolicy

  「可是原配看久了，很膩了，算了，人生短短几十年，何須委屈本身，休妻，騰地方，娶小三」，DiscardOldestPolicy策略就是，直接丟棄掉隊伍最前面的任務，再從新提交後面新來的任務。

• CallerRunsPolicy

    「唉，原配雖然很差看，可是家裏有背景，不敢隨意拋棄，後面的小三仍是哪來的回哪去吧，找個熟人照顧着」，CallerRunsPolicy策略就是不拋棄任務，由調用者運行這個任務，好比主線程啓動了線程池去運行這個任務，如今線程池滿了，那麼這個任務就由主線程進行調用執行了。

總結一下 讓任務到來的時候，會執行如下的流程

1. 線程數量未達到 corePoolSize，則新建一個線程（核心線程）執行任務。
2. 線程數量達到了 corePoolsSize，則將任務移入隊列等待。
3. 隊列已滿，新建非核心線程（先進先出）執行任務。
4. 隊列已滿，總線程數又達到了 maximumPoolSize，就會由 RejectedExecutionHandler 拋出異常。

明白了嗎？若是你不想本身寫一個線程池，有更簡單的方式，就是系統已經爲咱們定義好了幾個線程池，下面介紹下他們的使用，看看有沒有符合你要求的，。

4.經常使用的線程池

看下圖

5.代碼

1. FixedThreadPool

建立一個定長的線程池，可控制線程最大的併發數，超出的部分任務，會在隊列中等待，適用於：已知併發壓力的狀況下，對線程數作限制。實際上就是隻使用核心線程。

private void testFiexdThreadPool() {

        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);

        for (int n = 0; n < 10; n++){

            final int finalN = n;
            threadPool.execute(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+ finalN);
                }
            });
        }
    }
複製代碼

結果

2. SingleThreadExecutor

建立一個單線程化的線程池，它只會用惟一的工做線程來執行任務，保證全部任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。

private void testSingleThreadExecutor(){

    ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();
    for (int n = 0; n < 10; n++){

        final int finalN = n;
        threadPool.execute(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {

                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+ finalN);
            }
        });
    }
}
複製代碼

結果

3. CachedThreadPool

建立一個可緩存線程池，若是線程池長度超過處理須要，可靈活回收空閒線程，若無可回收，則新建線程。

private void testCachedThreadPool(){

    ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();

    for (int n = 0; n < 10; n++){

        final int finalN = n;
        threadPool.execute(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {

                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+ finalN);
            }
        });
    }
}
複製代碼

結果

4. ScheduledThreadPool

建立一個可按期或者延時執行任務的定長線程池，支持定時及週期性任務執行。

private void testScheduledThreadPool(){

    ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);

    for (int n = 0; n < 10; n++){

        final int finalN = n;
        threadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {

                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+ finalN);
            }
        }, 3, 2, TimeUnit.SECONDS);
    }
}
複製代碼

結果