线程池总结

线程池的执行流程总结：

从创建线程池的参数分析：

1.提交新线程，线程池会在线程池中分配一个空闲线程，用于执行线程任务。

2.参数(int corePoolSize)：核心线程数

• 如果线程池中不存在空闲线程，则线程池会判断当前"存活的线程数"是否小于核心线程数
• 如果小于核心线程数，线程池会创建一个新线程(核心线程)去处理新线程任务。

3.参数(BlockingQueue<Runnable> workQueue)：工作队列

如果大于核心线程数，线程池会检查工作队列(workQueue),如果工作队列未满，则将该线程任务放入工作队列进行等待。线程池中如果出现空闲线程，将从工作队列中按照FIFO的规则取出1个线程任务并分配执行。

4.参数(int maximumPoolSize)：最大线程数

如果工作队列已满，则判断线程数是否达到最大线程数maximumPoolSize.

• 如果当前"存活线程数"没有达到最大线程数maximumPoolSize，则创建一个新线程(非核心线程)执行新线程任务。
• 如果当前"存活线程数"已经达到最大线程数maximumPoolSize，直接采用拒绝策略处理新线程任务。

线程池的状态：

线程池的状态分为：RUNNING，SHUTDOWN，STOP，TIDYING，TERMINATED

RUNNING：运行状态，线程池一旦被创建，就处于RUNNING状态，并且线程池中的任务数为0.该状态的线程池会接收新任务，并处理工作队列中的任务。

• 调用线程池的shutdown()方法，可以切换到SHUTDOWN关闭状态
• 调用线程池的shutdownNow()方法，可以切换到STOP停止状态

SHUTDOWN：关闭状态，该状态的线程池不会接收新任务，但会处理工作队列中的任务；

• 当工作队列为空时，并且线程池中执行的任务也为空时，线程池进入 TIDYING状态。

STOP：停止状态，该状态下的线程不会接收新任务，也不会处理阻塞队列中的任务，而且会中断正在进行中的任务。

当线程池中的任务为空时，进入TIDYING状态；

TIDYING：整理状态，该状态表明所有的任务已经运行终止，记录的任务数量为0；

• terminated()执行完毕，进入TERMINATED状态；

TERMINATED：终止状态，该状态表示线程池彻底关闭。

线程池的类型：

FixedThreadPool

线程数固定的线程池，使用Executors.newFixedThreadPool()创建

线程池参数：

• 核心线程数和最大线程数一致
• 非核心线程线程空闲存活时间，即keepAliveTime为0
• 阻塞队列为无界队列LinkedBlockingQueue

public class Test05 {
	public static void main(String[] args) {
		//创建一个固定大小的线程池
		ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(4);
		
		for(int i=0;i<6;i++) {
			executorService.execute(new Task("线程"+i));
		}
		//关闭线程池
		executorService.shutdown();
	}
}
class Task implements Runnable{
	private String taskName;
	public Task(String taskName) {
		this.taskName=taskName;
	}
	@Override
	public void run() {
		System.out.println("启动线程==>"+this.taskName);
		try {
			Thread.sleep(1000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("结束线程<="+this.taskName);
	}	
}

运行结果为：

启动线程==>线程0

启动线程==>线程3

启动线程==>线程2

启动线程==>线程1

结束线程<=线程2

结束线程<=线程1

结束线程<=线程0

结束线程<=线程3

启动线程==>线程5

启动线程==>线程4

结束线程<=线程4

结束线程<=线程5

执行分析：一次性放入6个线程，由于线程池只有固定的4个线程，因此，前4 个任务会同时执行，等到有空闲线程后，才会执行后面的两个任务。

工作机制：

a、提交线程任务

b、如果线程数少于核心线程数，创建核心线程执行任务

c、如果线程数等于核心线程数，把任务添加到LinkedBlockingQueue阻塞队列

d、如果线程执行完任务，去阻塞队列领取任务，继续执行

使用场景：适用于处理CPU密集型任务，确保CPU在长期被工作线程使用的情况下，尽可能少的分配线程，即适用执行长期的任务。

CachedThreadPool

可缓存线程池，线程数根据任务动态调整的线程池，使用Executors.newCacheThreadPool()创建

线程池参数：

• 核心线程数为0
• 最大核心线程数为Integer.MAX_VALUE
• 工作队列是SynchronousQueue同步队列
• 非核心线程空闲存活是时间为60秒

将线程池改为CachedThreadPool

ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

执行结果：

启动线程==>线程1

启动线程==>线程3

启动线程==>线程2

启动线程==>线程0

启动线程==>线程4

启动线程==>线程5

结束线程<=线程0

结束线程<=线程3

结束线程<=线程5

结束线程<=线程2

结束线程<=线程1

结束线程<=线程4

执行分析：由于这个线程池的实现会根据任务数量动态调整线程池的大小，所以6个任务可一次性全部同时执行。

工作机制：

a、提交线程任务

b、因为核心线程数为0，所有任务直接添加到SynchronousQueue工作队列

c、判断是否有空闲线程，如果有，就去取出任务执行

d、如果没有空闲线程，就创建一个新线程

e、执行完任务的线程，还可以存活60秒，如果在这期间，接到任务，可以继续存活下去；否则，被销毁。

使用场景：用于并发执行大量短期的小任务。

SingleThreadExecutor

单线程化的线程池，使用Executors.newSingleThreadExecutor()创建

线程池参数：

• 核心线程数为1
• 最大线程数也为1
• 阻塞队列是LinkedBlockingQueue
• 非核心线程数空闲存活时间为0秒

将线程池改为SingleThreadExecutor

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();

执行结果：

启动线程==>线程0

结束线程<=线程0

启动线程==>线程1

结束线程<=线程1

启动线程==>线程2

结束线程<=线程2

启动线程==>线程3

结束线程<=线程3

启动线程==>线程4

结束线程<=线程4

启动线程==>线程5

结束线程<=线程5

执行结果分析： 一次只执行一个线程，当该线程彻底执行完毕，再执行下一个线程。

使用场景：适用于串行执行任务的场景，将任务按顺序执行。

ScheduleThreadPool

能实现定时、周期性任务的线程池,，使用Executors.newScheduledThreadPool()创建

线程池参数：

• 最大线程数为Integer.MAX_VALUE
• 阻塞队列是DelayedWorkQueue
• keepAliveTime为0

将线程池改为ScheduledThreadPool

ExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(3);

延迟3秒钟后，任务只执行1次

executorService.schedule(new Task("线程A"),3,TimeUnit.SECONDS);

延迟2秒钟后，每隔3秒执行一次

executorService.scheduleAtFixedRate(new Task("线程A"), 2, 3, TimeUnit.SECONDS);
executorService.scheduleWithFixedDelay(new Task("线程A"), 2, 3, TimeUnit.SECONDS);

FixedRate和Fixedelay的区别：

• FixedRate是指任务总是以固定时间间隔触发，不管任务执行多长时间；
• Fixedelay是指，上一次任务执行完毕后，等待固定的时间间隔，再执行下一次的任务；

使用场景：周期性执行任务，并且需要限制线程数量的需求场景。

线程池的配置参数总结

1.核心线程数：corePoolSize

int corePoolSize

核心线程数也就是线程池的最小线程数量。

• 核心线程会一直存活，不会被回收，除非设置了核心线程超时时间；
• 在创建线程池后，默认情况下，线程池中没有任何线程，调用excute()方法添加一个任务。

当线程池中没有空闲线程时，查看是否超过核心线程数：

• 线程数量小于核心线程数，则马上创建新的核心线程来执行线程任务。
• 线程数量大于核心线程数，则查看工作队列是否超出。

CPU密集型和IO密集型的区别：

（1）CPU密集型

CPU密集型也叫计算密集型，指的是系统的硬盘、内存性能相对CPU要好很多，此时，系统运作大部分的状况是CPU Loading 100%，CPU要读/写I/O(硬盘/内存)，I/O在很短的时间就可以完成，而CPU还有许多运算要处理，CPU Loading 很高。

在多重程序系统中，大部分时间用来做计算、逻辑判断等CPU动作的程序称之CPU bound。例如一个计算圆周率至小数点一千位以下的程序，在执行的过程当中绝大部分时间用在三角函数和开根号的计算，便是属于CPU bound的程序

CPU bound的程序一般而言CPU占用率相当高。这可能是因为任务本身不太需要访问I/O设备，也可能是因为程序是多线程实现因此屏蔽掉了等待I/O的时间。

（2）IO密集型

IO密集型指的是系统的CPU性能相对硬盘、内存要好很多，此时，系统运作，大部分的状况是CPU在等I/O (硬盘/内存) 的读/写操作，此时CPU Loading并不高。

I/O bound的程序一般在达到性能极限时，CPU占用率仍然较低。这可能是因为任务本身需要大量I/O操作，而pipeline做得不是很好，没有充分利用处理器能力。

（3）先看下机器的CPU核数，然后在设定具体参数：

自己测一下自己机器的核数

System.out.printlnRuntime.getRuntime().availableProcessors());

即CPU核数 = Runtime.getRuntime().availableProcessors()

（4）分析下线程池处理的程序是CPU密集型还是IO密集型

CPU密集型：corePoolSize = CPU核数 + 1

IO密集型：corePoolSize = CPU核数 * 2

2.最大线程数：maximumPoolSize

int maximumPoolSize

是指线程池中允许的最大线程数量。

当工作队列已满，且存活线程数超过了核心线程数时，线程池判断**"** 存活线程数 " 是否超过最大线程数：

• 未超过最大线程数：创建新线程来执行该任务。
• 超过最大线程数：执行拒绝策略。

3.非核心的空闲线程的存活时间：keepAliveTime

long keepAliveTime

当线程数大于核心线程数时，空闲的线程等待新任务到达的最大时间，如果超过这个时间线程还没有需要执行的任务，该空闲线程就会销毁。

4.keepAliveTime的单位：unit

TimeUnit unit

keepAliveTime的单位，枚举类型的TimeUnit类。

5.阻塞工作队列：workQueue

BlockingQueue<Runnable> workQueue

在任务执行之前，用来存储任务的工作队列，此队列只保存由excute()方法提交的Runnable类型的任务。

当存活的线程数大于核心线程数，查看工作队列：

• 工作队列未满：将新的请求任务加入工作队列；
• 工作队列已满：线程池判断是否超过最大线程数。

5.1 ArrayBlockingQueue

基于数组有界阻塞队列，FIFO（先进先出）。

• capacity：队列初始化大小
• fair：表示该队列中的可重入锁是否公平，默认为false

当线程池中已经存在最大数量的线程时候，再请求新的任务，这时就会将任务加入工作队列的队尾，一旦有空闲线程，就会取出队头执行任务。

5.2 LinkedBlockingQueue

基于链表的误解阻塞队列，默认最大容量为Integer.MAX_VALUE，可认为是无限队列，FIFO（先进先出）。

指定工作队列大小，则最大线程数量的限制是有效的。

5.3 SynchronousQueue

可以将SynchronousQueue看作是一个没有容量的阻塞队列，它严格遵循FIFO（先进先出）的原则，但特殊的是，它不会保存任何元素，而是直接在不同的线程间进行传递。

6.线程工厂：threadFactory

ThreadFactory threadFactory

用于创建一个新线程时使用的工厂，可以用来设置线程名。

没有特别声明时，使用Executors工具类提供的默认线程工厂Executors.defaultThreadFactory()。

自定义线程工厂时，要实现ThreadFactory接口，重写newThread()方法。

7.拒绝策略：handler

RejectedExecutionHandler handler

当线程池内的线程被耗尽，并且工作队列已满，对于新提交的任务，将使用拒绝策略进行处理。

7.1 AbortPolicy：丢弃线程任务，并抛出异常

没有特别声明时，使用默认的拒绝策略defaultHandler

7.2 DiscardOldestPolicy：将工作队列的对头移除，线程池重新执行该线程任务

7.3 DiscardPolicy：直接丢弃该任务

7.4 CallerRunPolicy：线程池没有关闭时，线程自己调用run方法

7.5 自定义的拒绝策略：实现RejectedExecutionHandler接口

重写void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor)方法