java中线程池1

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0. 思维导图

线程池是很多编程语言中都有的，虽然我现在很少写 java 了，但是对于面试或其他语言，其实都是相通的。 这篇是聊下线程的基本内容，下面是基本的思维导图。

1. 为什么需要线程池

任何程序，都是一些线程，执行一些任务组成的。任务会很多，如果我们每个任务都创建一个线程去执行。那么随着任务的增加，创建的线程数激增，会有很多问题：

1. 系统可以创建的线程数不是无限的，因为线程需要占用内存等资源信息。
2. 不是线程越多越好，线程越多，cpu 的核数是固定的，那么多个线程切换的时候，就会发生上下文切换影响性能。
3. 线程创建和销毁本身也有开销，可能线程创建和销毁的时间比执行任务的时间还长，得不偿失。

public class OneTask { 
 
    public static void main(String[] args) { 
        Thread thread = new Thread(new Task());
        thread.start();
    } 
 
    static class Task implements Runnable { 
        @Override
        public void run() { 
           System.out.println("Thread Name: " + Thread.currentThread().getName());
        } 
    } 
}

如果只有一个线程执行任务那，又存在着 cpu 利用不充分的问题，比如我们很多任务可能需要 IO，在等待 IO 的时候，线程 sleep 会让出 cpu，从而不利于程序整体性能提升。

一个任务一个线程，系统执行慢；每个任务一个线程，又导致线程过多，导致一系列上述问题。

2. 线程池

为了让系统执行的足够快，又不想创建过多线程，占用过多资源，线程池就应运而生。 线程池有以下好处：

1. 线程池，故名思意，池子里面创建了一定的线程数，任务来了之后，直接运行，提升响应速度。
2. 线程池有不少线程是长期存在的，那就不需要过多的线程创建和销毁的开销。
3. 线程池统筹 cpu 和内存的使用，线程不够的时候创建，线程空闲下来的时候可以进行销毁，在系统性能和资源占用中保持一个平衡。

3. Java 线程池参数说明

这些也是面试中常问的问题，Java 中线程池的参数说明如下：

• corePoolSize 核心线程数
• maxPoolSize 最大线程数
• keepAliveTime+ 时间单位 空闲线程的存活时间
• ThreadFactory 线程工厂，用来创建线程。
• workQueue 用来存放任务的队列
• Handler 处理拒绝任务接口实现 举例：

3.1 线程池中线程数

Java 中的线程数开始的时候是 0 ，当添加任务的时候，首先查看线程池中线程数是否达到了核心线程数（corePoolSize），没有则创建； 如果达到了核心线程数，则看下队列是否满了，如果队列也满了，则判断限制线程数是否达到了最大线程数（maxPoolSize），如果没达到，则继续创建线程；如果达到了，则按照 Handler 处理拒绝任务的方法来处理。

线程池

从这个图需要注意的：

1. 线程池初始的状态下是没有线程的，直到来了一个任务。
2. 非核心线程数的创建是在队列满了之后再创建，如果使用无界队列，比如LinkedBlockingQueue则队列永远不会满，也就不会创建非核心线程，线程池的最大线程数只能为 corePoolSize 。

3.2 keepAliveTime

keepAliveTime 和时间单位决定了非核心线程的存活时间，如果线程池的线程超过核心线程数，会根据这个时间来销毁非核心线程数，从而减少空闲时候的资源占用；任务多的话，又会根据上图规则来继续创建非核心线程。具备线程数弹性变化的能力。

3.3 ThreadFactory

创建线程的线程工厂，我们如果需要定制线程，比如设置线程的名称等，可以自定义线程工厂来替换默认的线程工厂来创建线程。

    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory) {
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
             threadFactory, defaultHandler);
    }

3.4 workQueue

Java 线程池中的任务队列，常用的几种：

LinkedBlockingQueue     

没有容量限制的队列，也真是因为无限，则有可能造成 OOM 问题。

SynchronousQueue

这个队列很奇怪，没有空间存放数据，来了任务直接交给线程，不进行存放，性能好。也许会奇怪，为啥要又这样队列，我觉得解耦是一方面，解耦生产者和消费者，比如 solr 的客户端我记得再 6.3 版本的时候就是用这种队列来提交任务的。

DelayedWorkQueue       

延迟任务队列，当我们做任务定时调度的时候需要，使用此队列。采用堆这种数据结构，可以保持先执行的任务放在队头。 这个队列也是无界队列，也容易引起 OOM 问题。

四 线程拒绝任务

线程在两种情况下会拒绝任务：

1. 线程池已经调用 shutdown 了，相当于已经关闭了线程池，当然再来的任务会被拒绝掉。
2. 按照刚才线程池中线程的创建过程描述，当线程已经无法再创建非核心线程的时候，再来的任务就会被拒绝掉。

拒绝又分几种拒绝策略:

1. AbortPolicy： 拒绝抛异常RejectedExecutionException 这是线程池默认的拒绝策略，如果需要拒绝，则抛出运行时异常：RejectedExecutionException 调用者自行决定如何处理。

2. DiscardPolicy： 这个比较狠，直接默默地抛弃，不通知，容易丢失任务。

3. DiscardOldestPolicy: 这个是删除在队列中存活最久的任务，腾出空间给新来的任务，也是默默地抛弃，无提示。

4. CallerRunsPolicy: 这个是我觉得比较好的策略，它不拒绝，如果满足拒绝条件后，哪个线程执行提交任务，就在哪个线程执行这个任务。你不是提交快慢，那我就交给你执行，这样可以防止提交太快导致无法执行的问题，线程执行了任务就会减慢了提交任务的速度，给线程池执行腾出了时间。