线程池学习笔记

自 JDK1.5 起，util 包提供了 ExecutorService 线程池的实现，主要目的是为了重复利用线程，提高系统效率。我们得知 Thread 是一个重量级的资源，创建、启动以及销毁都是比较耗费系统资源的，因此对线程的重复利用一种是非常好的程序设计习惯，加之系统中可创建的线程数量是有限的，线程数量和系统性能是一种抛物线的关系，也就是说当线程数量达到某个数值的时侯，性能反倒会降低很多，因此对线程的管理，尤其是数量的控制更能直接决定程序的性能。

线程池的核心线程数、最大线程数该如何设置？

1、CPU密集型任务
CPU核心数+1
额外加的一个线程，是备用，还是为了更好压栈CPU
2、IO密集型任务
线程数=CPU核心数 * （1+线程等待时间、线程运行时间）
执行的IO时间越长，就可以开更多的线程
最终还是要压测
3、对于核心业务（访问频率高），可以把核心线程数设置为我们压测出来的结果，最大线程数可以等于核心线程数，或者大一点点，比如我们压测时可能会发现500个线程最佳，但是600个线程时也还行，此时600就可以为最大线程数
4、 对于非核心业务（访问频率不高），核心线程数可以比较小，避免操作系统去维护不必要的线程，最大线程数可以设置为我们计算或压测出来的结果。

阻塞队列的大小如何计算

要看每个任务平均执行多久，比如1s
100个核心线程，那么1s内能执行100个任务；如果队列大小为500，那么队列中的最后一个任务要等5s才能执行完，排队了4s。这时候要看是否可以接受任务执行耗时5s。
所以阻塞队列的大小要根据核心线程数、任务平均执行时间、可接受任务执行最大耗时决定的。

核心线程执行完任务后如何存货？

通过阻塞的方式存活。

线程池里面是非公平的

后来的任务被非核心线程执行了，先来的任务可能进入了阻塞队列

线程池执行任务的具体流程是怎样的？

Tomcat中的线程池

启动时就把核心线程创建出来了
线程池中线程数量等于最大线程数量才会入队；
有空闲线程，任务会入队

任务执行完了，非核心线程如何回收

getTask()方法返回null,然后执行processWorkerExit(w, completedAbruptly)方法

核心线程为何不会被回收

因为参数allowCoreThreadTimeOut默认为false,但是可以通过executor.allowCoreThreadTimeOut(true);将值设置为true,这样核心线程也会被回收了

任务发生了异常，处理任务的线程会不会被淘汰？

会被淘汰！

如果当前线程数等于核心线程数，怎么办？
会有一个替补线程。

为什么会抛出异常，感觉应该是为了拓展。抛出异常可以被线程工厂中的异常处理器（如果设置了）捕获，然后进行一些定制化的处理，如果不抛出异常的化，就无法被线程工厂中的异常处理器所捕获。

线程池的五种状态是如何流转的？

线程池有五种状态：
1、RUNNING：会接受新任务、会处理队列中的任务；
2、SHUTDOWN：不会接受新任务，但是会处理队列中的任务；
3、STOP：不会接受新任务、不会处理队列中的任务。并且会中断正在处理的任务（注：一个任务能不能被中断还是要看任务本身）；
4、TIDYING：所有的任务都终止了，线程池也没有任务了，这样的线程池状态就会转换为TIDYING,一旦达到此状态，就会调用线程池的terminated()；
5、TERMINATED：terminated()方法执行完后就会变为TERMINATED。

最后一个线程退出的时候会把线程池状态改为TIDYING，并执行terminated()方法，最后把线程池状态改为TERMINATED。

创建线程池

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

• corePoolSize:核心线程数大小，如果提交任务时，线程池核心线程数小于corePoolSize，则会创建新线程来执行任务，即使县城池中有空闲线程；如果达到了corePoolSize,则不创建新线程。
• maxmunPoolSize:线程池能创建的最大线程数。如果堵塞队列已满，并且当前线程数没有超过maxmiuPoolSize,就会创建新线程来执行任务；
• keepAliveTime 空闲线程存活时间，如果当前线程数已经超过corePoolSize,并且空闲时间超过了keepAliveTime,则将这些空闲线程销毁；
• unit 时间单位，为keepAliveTime指定时间单位
• workQueue 阻塞队列，用于保存任务的阻塞队列
• threadFactory 创建线程的工厂类，可以指定线程工厂为创建出的每个线程设置更有意义的线程名，如果出现问题时，方便排查；
• handler 拒绝策略。

Java也为我们提供了一些常用的线程池类供我们直接使用，可以通过如下几种方式创建一个线程池：

Executors.newCachedThreadPool()
Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)
Executors.newSingleThreadExecutor()

• newCachedThreadPool() 允许创建的最大线程为Integer.MAX_VALUE，可能会创建大量线程，导致OOM；
• newFixedThreadPool(int nThreads)和newSingleThreadExecutor()堵塞队列长度最大都是Integer.MAX_VALUE可能会堵塞大量任务，导致OOM

故在阿里开发手册中个，明确提出不允许用这三个线程池。

【强制】线程池不允许使用Executors创建，建议通过ThreadPoolExecutor的方式创建，这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险

自定义线程池：

ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(10, 20,
2 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10));//自定义线程池

demo示例：

public class ThreadPoolDemo {public static void main(String[] args) {//自定义线程ThreadPoolExecutor executorService= new ThreadPoolExecutor(10, 20,0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10));for (int i = 1; i <= 100; i++) {executorService.execute(new MyTask(i));}}
}class MyTask implements Runnable {int i = 0;public MyTask(int i) {this.i = i;}@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程处理第" + i + "个任务");try {Thread.sleep(2000L);//业务逻辑} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

这个demo 10个核心线程，最多有20个线程，阻塞队列的长度为10，循环100次，向线程池提交了100个任务，执行结果如下。

通过打印结果知道：
1-10个任务最先执行，其次是21-30个任务，在此期间还抛出了一个异常（执行了拒绝策略），最后执行的是11-20个任务。
为什么11-20个任务是最后执行？
是因为阻塞队列中任务执行的优先级最低。

接下来看下线程池的几个核心方法：

execute

创建线程池后，通过调用该方法，即可将创建的任务交给线程池处理。

入队后还会再次检查下线程池的状态，如果不是RUNNING状态的话，就把刚才入队的任务移除，并执行拒绝策略。

入队成功后会检查线程池中线程个数，如果线程个数为0，则新建一个线程。
如果allowCoreThreadTimeOut=true,那么核心线程也会被淘汰。这里的任务是null,对应runWork()方法中的getTask(),让该线程去阻塞队列中取任务。

拒绝策略

ThreadPoolExecutor内部有实现4个拒绝策略：

(1)、CallerRunsPolicy，由调用execute方法提交任务的线程来执行这个任务；
(2)、AbortPolicy，抛出异常RejectedExecutionException拒绝提交任务；
(3)、DiscardPolicy，直接抛弃任务，不做任何处理；
(4)、DiscardOldestPolicy，去除任务队列中的第一个任务（最旧的），重新提交；

在项目中一般是自己实现拒绝策略

addWorker

1、根据线程池的状态和当前线程池中运行的线程数，决定能否创建新的线程
2、创建新的线程

runWorker

从这里我们可以看到执行任务的优先级
线程池的优先级包括执行提交优先级和执行优先级；队列中的执行优先级低

线程池优先从传入的worker对象上去拿要执行的任务，取到就执行该任务，没有取到则会调用getTask()方法从阻塞队列中获取任务。getTask方法负责从阻塞队列的对头获取任务。这些任务都是在执行execute方法时存入的。

获取要执行的任务 > 优先执行当前worker对象持有的任务，阻塞队列中的任务优先级最低。阻塞队列中的任务优先级最低是为了节省资源。

该方法中核心逻辑被放入到一个while循环中执行，每一次执行完task.run()方法后，都会将task置空，然后开始新一轮的循环（再次从阻塞队列中获取新的任务），这里体现了线程池线程复用的设计思想。

processWorkerExit