為什么要使用線程池

1.可以減少線程創(chuàng)建和銷毀帶來的性能消耗
2.提高響應(yīng)速度：當(dāng)任務(wù)到達(dá)時(shí)，任務(wù)可以不需要等到線程創(chuàng)建就能立即執(zhí)行
3.提高線程的可管理性

線程池的實(shí)現(xiàn)原理

線程池的作用是有效的降低頻繁創(chuàng)建銷毀線程所帶來的額外開銷。一般來說，線程池都是采 用預(yù)創(chuàng)建的技術(shù),在應(yīng)用啟動(dòng)之初便預(yù)先創(chuàng)建一定數(shù)目的線程。應(yīng)用在運(yùn)行的過程中，需要時(shí) 可以從這些線程所組成的線程池里申請分配一個(gè)空閑的線程，來執(zhí)行一定的任務(wù)。任務(wù)完成 后，并不是將線程銷毀，而是將它返還給線程池，由線程池自行管理。
如果線程池中大多線程處于空閑狀態(tài)，為了節(jié)省系統(tǒng)資源，線程池就會動(dòng)態(tài)銷毀其中一部分空閑的線程

線程池的結(jié)構(gòu)

1.Workqueue：任務(wù)隊(duì)列，用于存放待執(zhí)行任務(wù)
2.Worker：工作類，一個(gè)worker代表啟動(dòng)了一個(gè)線程，它啟動(dòng)后會循環(huán)執(zhí)行workQueue里 面的所有任務(wù)

線程池的執(zhí)行流程

1.一個(gè)任務(wù)提交，如果線程池大小沒達(dá)到corePoolSize，則每次都創(chuàng)建一個(gè)worker也就是一 個(gè)線程來立即執(zhí)行。
2.如果達(dá)到corePoolSize，則把多余的任務(wù)放到workQueue，等待已創(chuàng)建的worker來循環(huán) 執(zhí)行
3.如果隊(duì)列workQueue都放滿了還沒有執(zhí)行，則在maximumPoolSize下面創(chuàng)建新的worker 來循環(huán)執(zhí)行workQueue
4.如果啟動(dòng)到maximumPoolSize還有任務(wù)進(jìn)來，線程池已達(dá)到滿負(fù)載，此時(shí)就執(zhí)行任務(wù)拒 絕RejectedExecutionHandler
代碼：

public void execute(Runnable command) {
    if (command == null)
        throw new NullPointerException();

    int c = ctl.get();
    //1.當(dāng)前池中線程比核心數(shù)少，新建一個(gè)線程執(zhí)行任務(wù)
    if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {   
        if (addWorker(command, true))
            return;
        c = ctl.get();
    }
    //2.核心池已滿，但任務(wù)隊(duì)列未滿，添加到隊(duì)列中
    if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {   
        int recheck = ctl.get();
        if (! isRunning(recheck) && remove(command))    //如果這時(shí)被關(guān)閉了，拒絕任務(wù)
            reject(command);
        else if (workerCountOf(recheck) == 0)    //如果之前的線程已被銷毀完，新建一個(gè)線程
            addWorker(null, false);
    }
    //3.核心池已滿，隊(duì)列已滿，試著創(chuàng)建一個(gè)新線程
    else if (!addWorker(command, false))
        reject(command);    //如果創(chuàng)建新線程失敗了，說明線程池被關(guān)閉或者線程池完全滿了，拒絕任務(wù)
}

線程池的主要應(yīng)用場景

1.需要大量的線程來完成任務(wù)，且完成任務(wù)的時(shí)間比較短，如WEB服務(wù)器完成網(wǎng)頁請求這 樣的任務(wù)。因?yàn)閱蝹€(gè)任務(wù)小，而任務(wù)數(shù)量巨大。
2.對性能要求苛刻的應(yīng)用，比如要求服務(wù)器迅速響應(yīng)客戶請求

ThreadPoolExecutor類

參數(shù)

1.keepAliveTime：代表的就是線程空閑后多久后銷毀，線程的銷毀是通過worker的 getTask()來實(shí)現(xiàn)的。一般來說，Worker會循環(huán)獲取getTask()，如果getTask()返回null則 工作線程worker終結(jié)。

2. corePoolSize(線程池的基本大小)：核心線程數(shù)，核心線程會一直存活,即使沒有任務(wù)需 要處理。當(dāng)線程數(shù)小于核心線程數(shù)時(shí)，即使現(xiàn)有的線程空閑，線程池也會優(yōu)先創(chuàng)建新線 程來處理任務(wù)，而不是直接交給現(xiàn)有的線程處理。
3. maximumPoolSize(線程池最大大小)：當(dāng)線程數(shù)大于或等于核心線程數(shù)，且任務(wù)隊(duì)列已 滿時(shí)，線程池會創(chuàng)建新的線程，直到線程數(shù)量達(dá)到maximumPoolSize。如果線程數(shù)已等于 maximumPoolSize，且任務(wù)隊(duì)列已滿，則已超出線程池的處理能力，線程池會拒絕處理任務(wù)而 拋出異常。
4. queueCapacity(任務(wù)隊(duì)列容量):從maxPoolSize的描述上可以看出,任務(wù)隊(duì)列的容量會影 響到線程的變化,因此任務(wù)隊(duì)列的長度也需要恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置。
5. timeunit：參數(shù)keepAliveTime的時(shí)間單位，有7種取值，在TimeUnit類中有7種靜態(tài)屬性。
6. RunnableTaskQueue：一個(gè)阻塞隊(duì)列，用來存儲等待執(zhí)行的任務(wù)，這個(gè)參數(shù)的選擇也很重要，會 對線程池的運(yùn)行過程產(chǎn)生重大影響，一般來說，這里的阻塞隊(duì)列有以下幾種選擇：
   i. ArrayBlockingQueue：基于數(shù)組的先進(jìn)先出隊(duì)列，此隊(duì)列創(chuàng)建時(shí)必須指定大小；
   ii. LinkedBlockingQueue：基于鏈表的先進(jìn)先出隊(duì)列，如果創(chuàng)建時(shí)沒有指定此隊(duì)列大 小，則默認(rèn)為Integer.MAX_VALUE；
   iii. SynchronousQueue：這個(gè)隊(duì)列比較特殊，它不會保存提交的任務(wù)，而是將直接新建 一個(gè)線程來執(zhí)行新來的任務(wù)。
7. threadFactory：線程工廠，主要用來創(chuàng)建線程；
8. RejectedExecutionHandler：表示當(dāng)拒絕處理任務(wù)時(shí)的策略，有以下四種取值：
   i. ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丟棄任務(wù)并拋出RejectedExecutionException異 常
   ii. ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丟棄任務(wù)，但是不拋出異常。
   iii. ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丟棄隊(duì)列最前面的任務(wù)，然后重新嘗試執(zhí)行任務(wù)（重復(fù)此過程）
   iv. ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由調(diào)用線程處理該任務(wù)

方法：

1. execute()：向線程池提交一個(gè)任務(wù)，交由線程池去執(zhí)行。
2. submit()：來向線程池提交任務(wù)的，但是它和execute()方法不同，它能夠返回任務(wù)執(zhí)行 的結(jié)果，內(nèi)部調(diào)用的execute()方法，只不過它利用了Future來獲取任務(wù)執(zhí)行結(jié)果。
3. shutdown()：不會立即終止線程池，而是要等所有任務(wù)緩存隊(duì)列中的任務(wù)都執(zhí)行完后才 終止，但再也不會接受新的任務(wù)
4. shutdownNow()：立即終止線程池，并嘗試打斷正在執(zhí)行的任務(wù)，并且清空任務(wù)緩存隊(duì) 列，返回尚未執(zhí)行的任務(wù)

線程池的調(diào)優(yōu)

1.調(diào)整線程池的大小-線程池的最佳大小取決于可用處理器的數(shù)目以及工作隊(duì)列中的任務(wù)的性質(zhì)
2.CPU密集型任務(wù)，線程數(shù)目少一些，例如CPU+1個(gè)
3.I/O密集型任務(wù)，線程多一些，例如2*CPU個(gè)
4.混合型任務(wù)，如果可以拆分，將其拆分成一個(gè)CPU密集型任務(wù)和一個(gè)I/O密集型任務(wù)，只要兩個(gè)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間相差不是特別大，那么分解后執(zhí)行的吞吐量要比串行的高，如果任務(wù)執(zhí)行時(shí)間相差太大就不用分解，用Runtime.getRuntime().availableProcessors()獲取當(dāng)前設(shè)備CPU數(shù)目

使用線程池的注意事項(xiàng)

（1） 線程池的大小。 多線程應(yīng)用并非線程越多越好， 需要根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的軟硬件環(huán)境以及應(yīng)用本身的特點(diǎn)決定線程池的大小。 一般來說， 如果代碼結(jié)構(gòu)合理的話， 線程數(shù)目與 CPU數(shù)量相適合即可。 如果線程運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象， 可相應(yīng)增加池的大??； 如有必要可采用自適應(yīng)算法來動(dòng)態(tài)調(diào)整線程池的大小， 以提高 CPU 的有效利用率和系統(tǒng)的整體性能。
（2） 并發(fā)錯(cuò)誤。 多線程應(yīng)用要特別注意并發(fā)錯(cuò)誤， 要從邏輯上保證程序的正確性， 注意避免死鎖現(xiàn)象的發(fā)生。
（3） 線程泄漏。 這是線程池應(yīng)用中一個(gè)嚴(yán)重的問題， 當(dāng)任務(wù)執(zhí)行完畢而線程沒能返回池中就會發(fā)生線程泄漏現(xiàn)象。

常用的線程池

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