線程池

線程誕生的意義：因為進程的創建/銷毀，太重量了（比較慢）

但如果近一步提高創建/銷毀的頻率，線程的開銷也不容忽視。

有兩種方法可以提高效率：
1.協程（輕量級線程）：相對于線程，把系統調度的過程省略了。

使用協程更多的是go和python

不知道協程能提升多少，防止出現bug，java一般使用線程

2.線程池：幫線程兜底，不至于很慢(就像現實生活中的“海王”)

（內存池、線程池、進程池含義類似）

在使用第一個線程的時候，提前把2，3，4，5（其余）線程創建好；

后續如果想要使用新的線程，不必重新創建，直接調用即可，沒有真正的頻繁創建銷毀，只是從線程池里面取線程使用，等使用完了在還給線程池，這樣的話創建線程的開銷就減少了。

調用線程比創建新線程效率更高

1.調用線程是純粹“用戶態”的操作

2.創建新的線程 是需要“用戶態+內核態”共同完成的?

內核態和用戶態：

一段程序在系統內核執行 -> 內核態；

反之，用戶態。

官方文檔

在java標準庫里面，ThreadPoolExecutor類表示線程池。

ThreadPoolExecutor類的構造方法

參數具體含義：

1. 線程數：int?corePoolSize, int?maximumPoolSize（核心線程數和最大線程數）

corePoolSize -> 核心線程數 -> 正式員工數

maximumPoolSize -> 最大線程數 -> 正式員工數 + 實習員工數

• 線程池允許創建的最大線程數量。
• 當工作隊列滿了，并且當前線程數小于最大線程數時，線程池會創建新的線程來處理任務

eg:

當核心線程處于忙碌中且有大量新的任務需要處理時，會創建實習員工線程，來幫核心線程處理；當任務數量變少時且持續一段時間，核心線程可以閑著（摸魚），但實習員工線程全部銷毀，提高了效率且節省了系統開銷。

2. long?keepAliveTime, TimeUnit?unit（保持存活時間和存活時間的單位）

keepAliveTime：當線程池中的線程數量超過核心線程數時，多余的空閑線程在等待任務的時間超過這個值后，就會被銷毀

unit：hour、min、s、ms

3.?BlockingQueue<Runnable>?workQueue

用來存放線程池中的任務的隊列，使用Runnable來描述任務主體。

根據需要設置：

需要優先級：設置PriorityBlockingQueue

不需要優先級，并且任務數目相對恒定：使用ArrayBlockingQueue

不需要優先級，并且任務數目變動大：使用LinkedBlockingQueue

4.ThreadFactory?threadFactory（線程工廠）

?通過這個工廠類創建線程（Thread）對象，工廠類里面有方法封裝了new Thread的操作，同時給Thread設置了一些屬性，我們想要創建線程的時候可以直接使用工廠類的方法創建。

eg：

通過靜態方法來封裝new操作，在這個靜態方法設置不同的屬性，構造對象的過程，就稱為工廠模式。

5.RejectedExecutionHandler?handler（拒絕策略）

當workQueue滿了，并且線程池中的線程數量已經達到最大線程數時，新的任務將會被拒絕線程池會采用拒絕策略。

Executors類：工廠類

ThreadPoolExecutor使用較復雜，所以通過封裝，創建了工廠類Executors；

通過這個類可以創建出不同的線程池對象，內部已經把ThreadPoolExecutor創建好并設置好參數。

eg；使用newFixedThreadPool(4)創建了固定線程數目為4的線程池，往里面添加任務。

線程池的執行流程

線程池如何設置線程數目

我們將任務分為CPU密集型和I/O密集型

CPU密集型：在cpu上執行，當線程數超過CPU核心數時，線程需要競爭CPU時間片，這會帶來額外的開銷，降低效率。

所以線程數目不應超過N(CPU核心數)

I/O密集型：涉及大量I/O操作，大部分都是在等I/O完成，不是執行CPU，（當一個線程在執行I/O操作時，它會阻塞，釋放CPU。此時，CPU可以去執行其他線程的任務）。

I/O密集型任務的線程數可以設置得比CPU核心數多，超過N。

在實際應用中，任務往往是CPU密集型和I/O密集型的混合體。更好的方法是通過實驗/測試的方法，找出合適的線程數目。

線程池的模擬實現