java-线程池
一 线程池的概念
线程池的基本思想还是一种对象池的思想，开辟一块内存空间，里面存放了众多（未死亡）的线程，池中线程执行调度由池管理器来处理。当有线程任务时，
从池中取一个，执行完成后线程对象归池，这样可以避免反复创建线程对象所带来的性能开销，节省了系统的资源。
通俗点说就是当有工作来，就会向线程池拿一个线程，当工作完成后，并不是直接关闭线程，而是将这个线程归还给线程池供其他任务使用。
二 创建线程池
可通过 ThreadPoolExecutor 创建线程池
我们看一下该类的构造器
public ThreadPoolExecutor(int paramInt1, int paramInt2, long paramLong, TimeUnit paramTimeUnit, BlockingQueue<Runnable> paramBlockingQueue, ThreadFactory paramThreadFactory, RejectedExecutionHandler paramRejectedExecutionHandler) { this.ctl = new AtomicInteger(ctlOf(-536870912, 0)); this.mainLock = new ReentrantLock(); this.workers = new HashSet(); this.termination = this.mainLock.newCondition(); if ((paramInt1 < 0) || (paramInt2 <= 0) || (paramInt2 < paramInt1) || (paramLong < 0L)) throw new IllegalArgumentException(); if ((paramBlockingQueue == null) || (paramThreadFactory == null) || (paramRejectedExecutionHandler == null)) throw new NullPointerException(); this.corePoolSize = paramInt1; this.maximumPoolSize = paramInt2; this.workQueue = paramBlockingQueue; this.keepAliveTime = paramTimeUnit.toNanos(paramLong); this.threadFactory = paramThreadFactory; this.handler = paramRejectedExecutionHandler; }
对构造器内各参数进行解释
corePoolSize : 线程池的核心池大小，在创建线程池之后，线程池默认没有任何线程（数量为0）。
当任务过来时就会去创建线程，直到到达corePoolSize的大小，才会往阻塞队列里插入
当然如果执行了线程池的prestartAllCoreThreads()方法，线程池会提前创建并启动所有核心线程
maximumPoolSize：线程池允许的最大线程数，他表示最大能创建多少个线程。maximumPoolSize肯定是大于等于corePoolSize
这个值一般在任务队列满了以后，才会用到（任务队列满了后，新任务会创建新线程，直到所有线程数等于 maximumPoolSize
keepAliveTime :表示线程没有任务时最多保持多久然后停止。默认情况下，只有线程池中线程数大于corePoolSize 时，
keepAliveTime 才会起作用。
换句话说，当线程池中的线程数大于corePoolSize，并且一个线程空闲时间达到了keepAliveTime，
那么就是shutdown（把线程kill掉，移除线程池）
Unit : keepAliveTime 的单位。
workQueue ：一个阻塞队列，用来存储等待执行的任务，当线程池中的线程数超过它的corePoolSize的时候，
线程会进入阻塞队列进行阻塞等待。
通过workQueue，线程池实现了阻塞功能
threadFactory ：线程工厂，用来创建线程（也可以自定义线程工厂，指定线程名称格式等）
handler :表示当拒绝处理任务时的策略。
任务缓存队列
在前面我们多次提到了任务缓存队列，即workQueue，它用来存放等待执行的任务。
workQueue的类型为BlockingQueue<Runnable>，通常可以取下面三种类型：
1）有界任务队列ArrayBlockingQueue：基于数组的先进先出队列，此队列创建时必须指定大小；
2）无界任务队列LinkedBlockingQueue：基于链表的先进先出队列，如果创建时没有指定此队列大小，则默认为Integer.MAX_VALUE；
3）直接提交队列synchronousQueue：这个队列比较特殊，它不会保存提交的任务，而是将直接新建一个线程来执行新来的任务。
拒绝策略（handler 的值）
AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException，默认策略
CallerRunsPolicy：只要线程池未关闭，该策略直接在调用者线程中，运行当前被丢弃的任务。显然这样做不会真的丢弃任务，但是，任务提交线程的性能极有可能会急剧下降。
DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最老的一个请求，也就是即将被执行的一个任务，并尝试再次提交当前任务。
DiscardPolicy：丢弃任务，不做任何处理。
线程池的任务处理策略：
如果当前线程池中的线程数目小于corePoolSize，则每来一个任务，就会创建一个线程去执行这个任务；
如果当前线程池中的线程数目>=corePoolSize，则每来一个任务，会尝试将其添加到任务缓存队列当中，
若添加成功，则该任务会等待空闲线程将其取出去执行；
若添加失败（一般来说是任务缓存队列已满），则会尝试创建新的线程去执行这个任务；
如果当前线程池中的线程数目达到maximumPoolSize，则会采取任务拒绝策略进行处理；
如果线程池中的线程数量大于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止，直至线程池中的线程数目不大于corePoolSize；
如果允许为核心池中的线程设置存活时间，那么核心池中的线程空闲时间超过keepAliveTime，线程也会被终止。
线程池的关闭
ThreadPoolExecutor提供了两个方法，用于线程池的关闭，分别是shutdown()和shutdownNow()，其中：
shutdown()：不会立即终止线程池，而是要等所有任务缓存队列中的任务都执行完后才终止，但再也不会接受新的任务
shutdownNow()：立即终止线程池，并尝试打断正在执行的任务，并且清空任务缓存队列，返回尚未执行的任务
流程图
当任务提交，当前线程池中线程数量与corePoolSize 比较
三 4种常见的线程池（都有弊端，不推荐）
//固定大小线程池
Executors.newFixedThreadPool(20); //创建固定大小线程池 public static ExecutorService newFixedThreadPool(int var0) { return new ThreadPoolExecutor(var0, var0, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue()); }
特点：
固定大小的线程池，可以指定线程池的大小，该线程池corePoolSize和maximumPoolSize相等，阻塞队列使用的是LinkedBlockingQueue，大小为整数最大值。
该线程池中的线程数量始终不变，当有新任务提交时，线程池中有空闲线程则会立即执行，如果没有，则会暂存到阻塞队列。对于固定大小的线程池，不存在线程数量的变化。
同时使用无界的LinkedBlockingQueue来存放执行的任务。当任务提交十分频繁的时候，LinkedBlockingQueue会越来越大
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//单例线程池
Executors.newSingleThreadExecutor(); //创建单例线程池 public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new Executors.FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue())); }
特点：
单个线程线程池，只有一个线程的线程池，阻塞队列使用的是LinkedBlockingQueue,若有多余的任务提交到线程池中，
则会被暂存到阻塞队列，待空闲时再去执行。按照先入先出的顺序执行任务。
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//缓存线程池
Executors.newCachedThreadPool(); //创建缓存线程池 public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, 2147483647, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue()); }
特点：
如果线程池里线程数量超过处理需要，可灵活回收空闲线程，当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程。
如果线程数不够处理新任务，则自动创建新线程。线程池中缓存的线程默认存活60秒。线程的核心池corePoolSize大小默认为0，
核心池最大为Integer.MAX_VALUE,阻塞队列使用的是SynchronousQueue。是一个直接提交的阻塞队列，
他总会迫使线程池增加新的线程去执行新的任务。在没有任务执行时，当线程的空闲时间超过keepAliveTime（60秒），则工作线程将会终止被回收，当提交新任务时，如果没有空闲线程，
则创建新线程执行任务，会导致一定的系统开销。
如果同时又大量任务被提交，而且任务执行的时间不是特别快，那么线程池便会新增出等量的线程池处理任务，这很可能会很快耗尽系统的资源。
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//定时线程池
Executors.newScheduledThreadPool(5); //创建定时线程池 public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int var0) { return new ScheduledThreadPoolExecutor(var0); }
特点：
定时线程池，该线程池可用于周期性地去执行任务，通常用于周期性的同步数据。
scheduleAtFixedRate:是以固定的频率去执行任务，周期是指每次执行任务成功执行之间的间隔。
scheduleWithFixedDelay:是以固定的延时去执行任务，延时是指上一次执行成功之后和下一次开始执行的之前的时间。
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结论：以上几种线程池都有缺陷
1) FixedThreadPool（固定长度）和 SingleThreadPool（单例）
允许的请求队列长度为Integer.MAX_VALUE， 可能会堆积大量的请求而导致OOM(内存溢出 OutOfMemery)
2) CachedThreadPool(缓存线程池) 和 newScheduledThreadPool（定时线程池）
允许创建的线程数量为Integer.MAX_VALUE，可能会创建大量的线程，从而导致OOM(内存溢出 OutOfMemery)
所以《 阿里巴巴开发手册》强制不允许使用Executors 创建线程池，而是用ThreadPoolExecutor创建
正确的线程池创建方法应该是：
自己指定 各参数的值，特别是 maximumPoolSize 的大小和 blockingQueue的长度，防止造成OOM，示例如下
//线程池的核心池大小 int corePoolSize = 10; //线程池允许的最大线程数 int maximumPoolSize = 20; //表示线程没有任务时最多保持多久然后停止 long keepAliveTime = 60L; //keepAliveTime 的单位 TimeUnit timeUnit = TimeUnit.SECONDS; //任务队列 BlockingQueue<Runnable> blockingQueue = new LinkedBlockingDeque<>(50); ExecutorService excutorService = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, timeUnit,blockingQueue);
线程池的调用方式
//线程池内加入第一个任务 excutorService.execute(new ThreadPoolTest()) //线程池内加入第二个任务 excutorService.execute(new ThreadPoolTest())、 //线程池内加入第三个任务 excutorService.execute(new ThreadPoolTest()) /** * 线程池测试类 * @author hup * @since 2019-11-05 22:25 */ public class ThreadPoolTest implements Runnable { /** * 实现run 方法 */ @Override public void run() { try { Thread.sleep(500); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程被调用了"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
四 线程任务提交给线程池的方法，submit()和execute()的区别
1 入参类型不同
excute() 入参Runnable
submit() 入参可以为Callable，也可以为Runnable。
2 是否有返回值
submit() 方法，可以提供Future < T > 类型的返回值。
executor() 方法，无返回值。
execute()方法源码
public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException();//抛掉异常 int c = ctl.get(); if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { if (addWorker(command, true)) return; c = ctl.get(); } if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { int recheck = ctl.get(); if (! isRunning(recheck) && remove(command)) reject(command); else if (workerCountOf(recheck) == 0) addWorker(null, false); } else if (!addWorker(command, false)) reject(command); }
submit有Future返回值 :
/** * @throws RejectedExecutionException {@inheritDoc} * @throws NullPointerException {@inheritDoc} */ public Future<?> submit(Runnable task) { if (task == null) throw new NullPointerException(); RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null); execute(ftask); return ftask; } /** * @throws RejectedExecutionException {@inheritDoc} * @throws NullPointerException {@inheritDoc} */ public <T> Future<T> submit(Runnable task, T result) { if (task == null) throw new NullPointerException(); RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task, result); execute(ftask); return ftask; } /** * @throws RejectedExecutionException {@inheritDoc} * @throws NullPointerException {@inheritDoc} */ public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) { if (task == null) throw new NullPointerException(); RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task); execute(ftask); return ftask; }
3 是否抛出异常
excute() 方法会抛出异常。
sumbit() 方法不会抛出异常。除非你调用Future.get()。
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