Java 线程池原理详解

Java线程池原理详解（一）什么是线程池线程池做的工作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，等其它线程执行完毕，再从队列中取出任务来执行。主要特点为：降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，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。（二）线程池的基本原理线程池的组成一般的线程池主要分为以下4个组成部分：线程池管理器：用于创建并管理线程池工作线程：线程池中的线程任务接口：每个任务必须实现的接口，用于工作线程调度其运行任务队列：用于存放待处理的任务，提供一种缓冲机制ThreadPoolExecutor的构造方法如下：构造函数参数说明：参数描述corePoolSize指定了线程池中的线程数量。maximumPoolSize指定了线程池中的最大线程数量。keepAliveTime当前线程池数量超过corePoolSize时，多余的空闲线程的存活时间，即多次时间内会被销毁。unitkeepAliveTime的单位。workQueue任务队列，被提交但尚未被执行的任务。threadFactory线程工厂，用于创建线程，一般用默认的即可。handler拒绝策略，当任务太多来不及处理，如何拒绝任务。线程池都有哪几种工作队列1、ArrayBlockingQueue：是一个基于数组结构的有界阻塞队列，此队列按FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。2、LinkedBlockingQueue：一个基于链表结构的阻塞队列，此队列按FIFO（先进先出）排序元素，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool()使用了这个队列3、SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于LinkedBlockingQueue，静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。4、PriorityBlockingQueue：一个具有优先级的无限阻塞队列。拒绝策略:线程池中的线程已经用完了，无法继续为新任务服务，同时，等待队列也已经排满了，再也塞不下新任务了。这时候我们就需要拒绝策略机制合理的处理这个问题。JDK内置的拒绝策略如下：策略描述AbortPolicy直接抛出异常，阻止系统正常运行。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该策略默默地丢弃无法处理的任务，不予任何处理。如果允许任务丢失，这是最好的一种方案。以上内置拒绝策略均实现了RejectedExecutionHandler接口，若以上策略仍无法满足实际需要，完全可以自己扩展RejectedExecutionHandler接口。Java线程池工作过程

线程池刚创建时，里面没有一个线程。任务队列是作为参数传进来的。不过，就算队列里面有任务，线程池也不会马上执行它们。2.当调用execute()方法添加一个任务时，线程池会做如下判断：a)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；b)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；c)如果这时候队列满了，而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；d)如果队列满了，而且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize，那么线程池会抛出异常RejectExecutionException。3.当一个线程完成任务时，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，线程池会判断，如果当前运行的线程数大于corePoolSize，那么这个线程就被停掉。所以线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到corePoolSize的大小。

（三）Executor框架Executor框架同java.util.concurrent.Executor接口在Java5中被引入。Executor框架是一个根据一组执行策略调用，调度，执行和控制的异步任务的框架。无限制的创建线程会引起应用程序内存溢出。所以创建一个线程池是个更好的的解决方案，因为可以限制线程的数量并且可以回收再利用这些线程。利用Executor框架可以非常方便的创建一个线程池。Executors类是什么？Executors可以用于方便的创建线程池。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，Callable和Future、FutureTask这几个类。常见线程池的快捷创建方式要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，很有可能配置的线程池不是较优的，因此在Executors类里面提供了一些静态工厂，生成一些常用的线程池。newSingleThreadExecutor创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。newFixedThreadPool创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。newCachedThreadPool创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说JVM）能够创建的最大线程大小。newScheduledThreadPool创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。（四）为什么不建议使用Executors静态工厂构建线程池阿里巴巴Java开发手册，明确指出不允许使用Executors静态工厂构建线程池。

原因如下：

线程池不允许使用Executors去创建，而是通过ThreadPoolExecutor的方式，这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险说明：Executors返回的线程池对象的弊端如下：1：FixedThreadPool和SingleThreadPool：