线程池的使用及优势
线程池主要是控制运行的线程的数量，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。
主要特点：线程复用，控制最大并发数，管理线程。
1）降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低创建和销毁造成的消耗。
2）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。
3）提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅消耗系统资源，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。
线程池的3个常用方式
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。
1）Executors.newFixedThreadPool(int) 一池规定数线程，执行长期任务，性能好很多。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); }
主要特点：
- 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列等待。
- newFixedThreadPool创建的线程池corePoolSize和maximumPoolSize值是相等的，它使用的LinkedBlookingQueue。
2）Executors.newSingleThreadExecutor() 单一线程，一个任务一个任务执行的场景。
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); }
主要特点：
- 创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序执行。
- newSingleThreadExecutor将corePoolSize和maximumPool都设置1，它使用的LinkedBlokingQueue。
3）Executors.newCachedThreadPool() 适用：执行很多短期异步的小程序或者负载较轻的服务器。
public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>()); }
主要特点：
- 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。
- newCachedThreadPool将corePoolSize设置为0，将maximumPoolSize设置为Integer.MaX_VALUE，使用的是SynchronousQueue，也就是来了任务就创建线程运行，当线程空闲超过60秒，就销毁线程。
代码：
public class MyThreadPoolDemo { public static void main(String[] args) { //查看cpu核数 System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors()); ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5); // ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor(); // ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool(); try { for (int i = 1; i <= 10; i++) { final int tmpInt = i; threadPool.execute(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + tmpInt); }); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { threadPool.shutdown(); } } }
线程池7大参数：
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) { if (corePoolSize < 0 || maximumPoolSize <= 0 || maximumPoolSize < corePoolSize || keepAliveTime < 0) throw new IllegalArgumentException(); if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null) throw new NullPointerException(); this.acc = System.getSecurityManager() == null ? null : AccessController.getContext(); this.corePoolSize = corePoolSize; this.maximumPoolSize = maximumPoolSize; this.workQueue = workQueue; this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime); this.threadFactory = threadFactory; this.handler = handler; }
1）corePoolSize：线程池中的常驻核心线程数（初始线程数）
- 在创建了线程池后当有请求任务来了后，就会安排池中的线程去执行请求任务。
- 当线程池中的线程数目达到corePoolSize后， 就会把到达的任务放到缓存队列当中。
2）maximumPoolSize：线程池能够容纳同时执行的最大的线程数，此值必须大于等于1
3）keepAliveTime：多余的空闲线程数的存活时间
当前线程数量超过corePoolSize时，当空闲时间达到keepAliveTime值时，多余空闲线程就会被销毁直到只剩下corePoolSize个线程为止。
只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时keepAliveTime才会起作用，直到线程池中的线程数不大于corePoolSize。
4）unit：keepAliveTime的单位
5）workQueue：任务队列，被提交尚未被执行的任务
6）threadFactory：表示生成线程池中工作线程的线程工厂，用于创建线程一般用默认的即可
7）handler：拒绝策略，表示当队列满了并且工作线程大于线程线程池的最大线程数（maximumPoolSize）
线程池底层工作原理
线程池处理流程：
1）在创建线程池后，等待提交过来的任务请求
2）当调用execute()方法添加一个请求任务时，线程池会做如下判断：
- 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。
- 如果队列满了且正在运行的线程数量小于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，那么线程池会自动饱和执行拒绝策略。
3）当一个线程完成了任务时，它会从队列中取下一个任务来执行。
4）当一个线程无事可做超过一定的时间（keepAliveTime）时，线程池就会判断
- 如果当前运行的线程数大于corePoolSize，那么这个线程就会被停掉，所以线程池的所有任务完成后它最终会收缩到corePoolSize的大小。
线程池拒绝策略
等待队列已经排满了，再也塞不下新任务了。同时，线程池的max线程也达到了，无法继续为新任务服务了。这时候就需要拒绝策略机制来处理这个问题。
JDK内置的拒绝策略
1）AbortPolicy(默认)：直接抛出RejectedExecutionException异常阻止系统正常运行。
2）CallerRunsPolicy："调用者运行"一种调节机制，该策略既不会抛弃任务，也不会抛出异常，而是将某些任务回退到调用者。
3）DiscardOldestPolicy：抛弃队列中等待最久的任务，最后把当前任务加入队列中尝试再次提交当前任务。
4）DiscardPolicy：直接丢弃任务，不予任何处理也不抛出异常。如果允许任务丢失，这是最好的一种方案。
线程资源必须通过线程池提供，不允许在应用中自行显示创建线程。
说明：使用线程池的好处是减少在创建和销毁线程上所消耗的时间以及系统资源的开销，解决资源不足的问题。如果不使用线程池，有可能造成系统创建大量同类线程而导致消耗完内存或“过度切换”的问题。
线程池不允许使用Executors去创建，而是通过ThreadExecutor的方式，这样的处理方式规避资源耗尽的风险。
说明：Executors返回线程池对象的弊端如下：
- FixedThreadPool和SingleThreadPool允许的请求队列长度为Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而导致OOM。
- CachedThreadPool和ScheduledThreadPool允许的创建线程数量为Integer.MAX_VALUE，可能会创建大量的线程，从而导致OOM。
自定义线程池
public class MyThreadPoolDemo { public static void main(String[] args) { //查看cpu核数 System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors()); ExecutorService threadPool=new ThreadPoolExecutor( 2, 5, 2L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(3), Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); try { for (int i = 1; i <= 20; i++) { final int tmpInt = i; threadPool.execute(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + tmpInt); }); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { threadPool.shutdown(); } } }
当请求的任务数大于（线程池容量+任务队列容量）时，拒绝策略就会生效。
线程池配置合理线程数
1）CPU密集型
CPU密集的意思是该任务需要大量的运算，而没有阻塞，CPU一直全速运行。CPU密集任务只有在真正的多核CPU上才可能得到加速（通过多线程）。
CPU密集型任务配置尽可能少的线程数量：一般公式：CPU核数+1个线程数的线程池
2）IO密集型
由于IO密集型任务线程并不是一直在执行任务，则应配置尽可能多的线程，如CPU核数*2
IO密集型，即任务需要大量的IO，即大量的阻塞。
在单线程上运行IO密集型的任务会导致浪费大量的cpu运算能力浪费在等待。所以在IO密集型任务中使用多线程可以大大的加速程序运行，即使在单核cpu上，这种加速主要就是利用了被浪费掉的阻塞时间。
IO密集型时，大部分线程都阻塞，故需要配置线程数：
参考公式：cpu核实/（1-阻塞系数），（阻塞系数在0.8~0.9之间）
比如8核cpu：8/(1-0.1)=80个线程数
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