概述
線程池是管理java線程生命周期的工具
- 降低資源消耗。通過池化技術能夠重復利用已創建的線程，降低線程頻繁創建和銷毀造成的資源消耗
- 提高線程的可管理性。無需程序員手動銷毀線程，控制線程創建的數量，避免無限制的創建影響系統穩定性
線程池的運行機制
線程池的核心參數
- corePoolSize（必需）：核心線程數量。默認情況下，核心線程會一直存活，但是當allowCoreThreadTimeout 設置為true時，核心線程也會超時回收
- maximumPoolSize（必需）：最大線程數量，當線程池內的線程數量到達該數之后，后續的新任務將交由拒絕策略處理
- keepAliveTime（必需）：線程閑置超時時長。如果閑置線程的時間超過該時長，非核心線程就會被回收，如果allowCoreThreadTimeout 設置為true時，核心線程也會超時回收
- unit（必需）：keepAliveTime參數的時間單位
- workQueue（必需）：線程等待隊列即任務等待的隊列
- threadFactory（可選）：線程工廠，用于指定線程池創建新線程的方式
- handler（可選）：拒絕策略，當到達最大線程數時需要執行的拒絕策略， 默認為AbortPolicy即丟棄任務并拋異常
提交任務的流程
線程池實現類——ThreadPoolExecutor
| 構造方法 | 參數說明 |
| ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue) | corePoolSize：核心線程池大小 maximumPoolSize：最大線程池大小 keepAliveTime：當線程數>核心線程數時，這是 多余線程在任務執行完成后最大的存活時間 unit：時間單位 workQueue：線程等待隊列即任務等待的隊列 |
| ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory) | corePoolSize：核心線程池大小 maximumPoolSize：最大線程池大小 keepAliveTime：當線程數>核心線程數時，這是 多余線程在任務執行完成后最大的存活時間 unit：時間單位 workQueue：線程等待隊列即任務等待的隊列 threadFactory：線程創建工廠 |
| ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, RejectedExecutionHandler handler) | corePoolSize：核心線程池大小 maximumPoolSize：最大線程池大小 keepAliveTime：當線程數>核心線程數時，這是 多余線程在任務執行完成后最大的存活時間 unit：時間單位 workQueue：線程等待隊列即任務等待的隊列 handler：拒絕執行某個線程的策略LinkedBlockingQueue |
| LinkedBlockingQueue<Runnable> 隊列默認size=Integer.MAX_VALUE,即是一個無界隊列 底層實現是鏈表；讀和寫使用的是兩個不同的鎖，所以是讀寫分離的隊列。 | 阻塞操作： take();//當隊列中無元素時，阻塞等待 put();//當隊滿時阻塞等待 非阻塞操作： poll();//當隊列為null時，返回null offer();//堆滿時return false; |
功能線程池
Executors已經為我們封裝好了四種常見的功能線程池：
- 定長線程池（FixedThreadPool）
- 定時線程池（ScheduledThreadPool ）
- 可緩存線程池（CachedThreadPool）
- 單線程化線程池（SingleThreadExecutor）
從結構圖中能看到四種線程池的真正實現類是ThreadPoolExecutor
線程池類型
1、newScheduledThreadPool 調度型線程池
- 支持定時及周期性的執行任務，提交任務時支持設置任務的調度周期
- 只限制了核心線程數，也就是最大線程數為Integer.MAX_VALUE，當添加任務的速度大于線程池處理任務的速度，可能會創建大量的線程，消耗資源，甚至導致OOM
1.1 構造
| 構造方法 | 參數 |
| newScheduledThreadPool(int corePoolSize) | corePoolSize：corePoolSize maximumPoolSize：Integer.MAX_VALUE keepAliveTime：0 unit：NANOSECONDS workQueue：DelayedWorkQueue |
| newScheduledThreadPool( int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) |
1.2 任務隊列-DelayedWorkQueue
- 該隊列的數據結構是優先級隊列(依賴堆實現)，當新來任務時將該task插入堆并根據優先級重新調整堆，保證優先級最高的task在fist index
- 執行任務時，獲取fist index中的task，并保證等待夠delay時間后再執行(當fist task執行后也需要重新調整堆)
2、newCachedThreadPool 緩存型線程池
- 無核心線程數，無非核心線程數，執行完閑置60s回收，任務隊列為不存儲元素的阻塞隊列
- 適用于短期異步的小任務，或負載較輕的服務器
- 創建的最大線程數為Integer.MAX_VALUE，當添加任務的速度大于線程池處理任務的速度，可能會創建大量的線程，消耗資源，甚至導致OOM
2.1 構造方法
| 構造方法 | 參數 |
| ExecutorService newCachedThreadPool() | 參數默認值 corePoolSize：0 maximumPoolSize：Integer.MAX_VALUE keepAliveTime：60L unit：TimeUnit.SECONDS workQueue：SynchronousQueue<Runnable> |
| ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) |
2.2 任務隊列-SynchronousQueue
- 隊列是不存儲元素緩存隊列的，每次要進行offer操作時必須等待poll操作，否則不能繼續添加元素
- 當前線程A執行offer操作將task添加到queue中，若沒有另一個線程來消費該task，那線程A會一直阻塞直到另一個線程來消費該task
3、newFixedThreadPool
- 創建固定大小的線程池。每次提交一個任務就創建一個線程，直到線程達到線程池的最大大小。線程池的大小一旦達到最大值就會保持不變，如果某個線程因為執行異常而結束，那么線程池會補充一個新線程
- 適用于限制當前線程數量的應用場景，適用于負載比較重的服務器
- 創建了一個無界隊列LinkedBlockingQueuesize，是一個最大值為Integer.MAX_VALUE的線程阻塞隊列，當添加任務的速度大于線程池處理任務的速度，可能會在隊列堆積大量的請求，消耗很大的內存，甚至導致OOM
3.1 構造方法
| 構造方法 | 參數 |
| ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) | corePoolSize：nThreads maximumPoolSize：nThreads keepAliveTime：0L unit：TimeUnit.MILLISECONDS, workQueue：LinkedBlockingQueue<Runnable> threadFactory |
| ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) |
3.2 任務隊列-LinkedBlockingQueue<Runnable>
- 隊列默認size=Integer.MAX_VALUE即是一個無界隊列，底層實現是鏈表，當添加任務的速度大于線程池處理任務的速度，可能會在隊列堆積大量的請求，消耗很大的內存，甚至導致OOM
- 讀和寫使用的是兩個不同的鎖，所以是讀寫分離的隊列
4、SingleThreadExecutor
- 創建一個單線程的線程池。這個線程池只有一個線程在工作，也就是相當于單線程串行執行所有任務，如果這個唯一的線程因為異常結束，那么會有一個新的線程來替代它
- 此線程池保證所有任務的執行順序按照任務的提交順序執行
4.1 構造方法
| 構造方法 | 參數 |
| ExecutorService newSingleThreadExecutor() | corePoolSize：1 maximumPoolSize：1 keepAliveTime：0L unit：TimeUnit.MILLISECONDS, workQueue：LinkedBlockingQueue<Runnable> threadFactory |
| ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) |
4.2 任務隊列-LinkedBlockingQueue<Runnable>
- 隊列默認size=Integer.MAX_VALUE即是一個無界隊列，底層實現是鏈表，當添加任務的速度大于線程池處理任務的速度，可能會在隊列堆積大量的請求，消耗很大的內存，甚至導致OOM
- 讀和寫使用的是兩個不同的鎖，所以是讀寫分離的隊列
線程池拒絕策略：
實現java.util.concurrent.RejectedExecutionHandler接口
1，CallerRunsPolicy：當想提交任務的線程池還存活，就由提交task的當前線程來執行
2，AbortPolicy：丟棄任務并拋出RejectedExecutionException異常，（默認拒絕策略）
3，DiscardPolicy：丟棄任務但是不拋異常
4，DiscardOldestPolicy：當想提交任務的線程池還存活，就將丟棄隊列最前面的任務，然后重新提交被拒絕的任務
對比
| 類型 | 池內線程數量 | 任務隊列 | 特點 | 應用場景 |
| newScheduledThreadPool | 核心線程：固定 非核心線程：無限制 | DelayedWorkQueue |
| 執行定時/周期性任務 |
| newCachedThreadPool | 無限制 | SynchronousQueue |
| 執行數量多，耗時少的線程任務 |
| newFixedThreadPool | 固定 | LinkedBlockingQueue |
| 控制線程的最大并發數 |
| newSingleThreadExecutor | 1個 | LinkedBlockingQueue |
| 單線程 |
——二級BootLoader開發（安全引導加載程序SBL）)
