Java 线程池简化汇总

线程核心类 ThreadPoolExecutor

构造方法如下

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

一共四种构造方法，上面的代码是最后一种

前三构造方法个依次是

1.不传后两个参数 threadFactory 和 handler

2.不传最后一个参数 handler

3.不传倒数第二个参数 threadFactory

一、构造方法所有参数详解：

1、corePoolSize（核心线程数）：

向线程池提交任务时，优先创建线程并执行，也可通过 prestartCoreThread() 或 prestartAllCoreThreads() 方法来提前启动线程池中的基本线程。

2、maximumPoolSize（线程池最大容量）：

当核心线程数无空闲线程，并且任务队列已满。会创建新的线程，这个参数限制了

核心线程+非核心线程的总数

3、keepAliveTime：（线程存活保持时间）：

非核心线程，如空闲时间达到这个标准，会被回收

4、TimeUnit （存活保持时间的单位）

5、workQueue：（任务队列）：

用于传输和保存等待执行任务的阻塞队列。

6、threadFactory（线程工厂）：

用于创建新线程。threadFactory创建的线程也是采用new Thread()方式，threadFactory创建的线程名都具有统一的风格：pool-m-thread-n（m为线程池的编号，n为线程池内的线程编号）。

7、handler（线程饱和策略）：

当线程池和队列都满了，再加入线程会执行此策略。

二、线程池任务执行流程：

我画了一个草图，调用execute()时具体流程：

提交 → 核心线程判断 → 任务队列判断 → 最大线程数判断 → 饱和策略

三、系统提供的4种线程池：

基本创建：

    /*
     *作者:赵星海
     *时间:2020/8/12 9:41
     *用途: 线程池
     */
    public void testThreadPool() {
        //自定义线程池
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new
                ThreadPoolExecutor(0,0,0,
                TimeUnit.DAYS,null, (RejectedExecutionHandler) null);
        //四种线程池
        Executors.newCachedThreadPool();//高速缓存
        Executors.newFixedThreadPool(5);//固执的    #参数：核心线程数&线程总数
        Executors.newSingleThreadExecutor();//单一的
        Executors.newScheduledThreadPool(5);//预定时间    #参数：核心线程数
    }

1.四种线程池的构造区别

（1）CachedThreadPool

可以无限创建线程的线程池，空闲线程可存活时间是 60 s

    public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

（2）FixedThreadPool

有固定大小的线程池。所有线程均为核心线程，线程理论上一直存活。

    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }

（3）SingleThreadExecutor

固定只创建使用一个为核心线程，线程理论上一直存活。后面的任务无线排队

    public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    }

（4）ScheduledThreadPool

用来执行定时或者周期性任务

    public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
              DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
              new DelayedWorkQueue());
    }

2.所有队列区别

ArrayBlockingQueue：有界队列（数组结构）

LinkedBlockingQueue：默认无界（链表结构）内部由单链表实现，只能从head取元素，从tail添加元素。添加元素和获取元素都有独立的锁，也就是说LinkedBlockingQueue是读写分离的，读写操作可以并行执行。LinkedBlockingQueue采用可重入锁(ReentrantLock)来保证在并发情况下的线程安全。

PriorityBlockingQueue：无界（基于数组的平衡二叉堆）(优先级屏蔽队列)

SynchronousQueue：没实际存储空间，它的工作只有一条，将任务交给闲下来的旧线程执行，或者创建新线程来执行

DelayedWorkQueue: 无界，用数组实现堆排序，具体原理可以看这个https://www.jianshu.com/p/587901245c95

3.线程池如何复用，如何回收

复用核心：线程执行完任务后会再次循环会调用getTask获取下一个任务

回收核心：getTask→workQueue.poll() 获取不到任务的时候会销毁线程，空闲线程的存活时间决定于poll()方法

详细：

任务进入队列的过程 execute() →addWorker() 然后入队成功

addWorker()中核心代码是 workers.add();

Worker是什么呢？

    Worker(Runnable firstTask) {
            setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker
            this.firstTask = firstTask;
            this.thread = getThreadFactory().newThread(this); //得到线程工厂类，创建线程
        }

一个普通的内部类，有两个核心属性 Thread thread 与 Runnable firstTask

它是负责执行任务的执行者，每一个Worker持有一个任务、一个线程

先是设置了 Worker 的State为 -1，是为了避免当前 worker 在调用 runWorker 方法前被中断（当其它线程调用了线程池的 shutdownNow 时候，如果 worker 状态 >= 0 则会中断该线程）。这里设置了线程的状态为 -1，所以该线程就不会被中断了。我们知道当启动一个线程后，native 层C代码会创建一个线程，然后回调到 Runnable的 run方法，所以当Worker对象中的thread被start后，最后也会回调到 run方法。这方面的知识可以查看：https://blog.csdn.net/wuqiqi1992/article/details/107878581

addWorker()方法中核心代码片段：深海考虑这边代码有点多，只摘取了部分源码

 ... 
 Worker w = null; 
 try {
     w = new Worker(firstTask);
     final Thread t = w.thread;
     ...
     if (workerAdded) {
                    t.start();
                    workerStarted = true;
                }
 ...

t.start(); 意味着线程启动，线程启动会调用C层的代码，然后C层代码会回调到 Runnable 的 run 方法。

看一下worker的run方法：

    public void run() {
            runWorker(this);
        }

    final void runWorker(Worker w) {
        Thread wt = Thread.currentThread();
        Runnable task = w.firstTask;
        w.firstTask = null;
//status设置为0，允许中断
        w.unlock(); // allow interrupts
        boolean completedAbruptly = true;
        try {
            while (task != null || (task = getTask()) != null) {
                w.lock();
                // If pool is stopping, ensure thread is interrupted;
                // if not, ensure thread is not interrupted.  This
                // requires a recheck in second case to deal with
                // shutdownNow race while clearing interrupt
                if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                     (Thread.interrupted() &&
                      runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                    !wt.isInterrupted())
                    wt.interrupt();
                try {
//执行任务之前做的事情
                    beforeExecute(wt, task);
                    Throwable thrown = null;
                    try {
//任务执行，这里会调用run方法，这是真正执行任务的地方
                        task.run();
                    } catch (RuntimeException x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Error x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Throwable x) {
                        thrown = x; throw new Error(x);
                    } finally {
//执行完成后，做的事情
                        afterExecute(task, thrown);
                    }
                } finally {
                    task = null;
//统计Worker完成的Task
                    w.completedTasks++;
                    w.unlock();
                }
            }
            completedAbruptly = false;
        } finally {
//Worker 完成后执行 清理工作
            processWorkerExit(w, completedAbruptly);
        }
    }

简单描述其过程：

线程执行完任务后下次循环会调用getTask获取任务 当取不到任务时，他会跳出循环然后等待被回收

getTask方法中有这么一段核心代码：

    Runnable r = timed ?
                    workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
                    workQueue.take();
                if (r != null)
                    return r;
    //这里说明已经超时了
                timedOut = true;

非核心线程会走poll()，核心线程会走take(); poll方法的两个参数决定了poll的阻塞时间，超时后返回空

4.饱和策略

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy：默认策略，丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。

ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：丢弃任务，但是不抛出异常。

ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最长等待时间任务，也就是最前面的任务，然后重新提交被拒绝的任务

ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由提交任务的线程去处理该任务