线程池

前言

• 线程是程序执行的最小单位，是实际运作的单位。
• 没有启动的软件成为程序，整个程序启动后会产生一个进程，而一个进程中可能会有多个线程分别执行自己的任务。
• 线程池 和 数据库的连接池 等是一个概念，就是为了避免频繁创建对象，销毁对象来进行无意义的浪费资源。
• 学习文章：线程池

线程生命周期

1. 第一步通过 New 来创建一个线程对象
2. 创建完线程对象后 .start() 启动后并不是直接运行，而是进入就绪状态，等待CPU的调度来执行
3. cpu将资源给到 就绪状态 后就会 运行线程任务，到达运行状态，使用CPU资源来执行任务
4. 运行状态 之后 如果任务完美执行完毕没有被 其他 线程 抢去CPU资源，就会进入 死亡状态，等待垃圾回收
5. 运行状态 后如果任务中有 .sleep() 或 .wait() 进行休眠，那么就会进入 阻塞状态 ， CPU资源会被其他线程抢走。
6. 阻塞状态后，就会进入就绪状态，等待CPU重新调度资源，来执行未执行完的任务。

ThreadPoolExecutor

• java提供了一个创建线程类的 接口： Executor
• ThreadPoolExecutor是实现了 Executor ， 来创建线程池对象

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

• 线程池运行流程

构造参数

• corePoolSize：创建线程池的核心线程数量，该线程数不会被回收

  当提交一个任务到线程池时，线程池会创建一个线程来执行任务，即使其他空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程，等到需要执行的任务数大于线程池基本大小时就不再创建。
  
  调用了prestartAllCoreThreads()方法，线程池会提前创建并启动所有基本线程。
  

• maxnumPoolSize：线程池最大可以容纳的线程数量

  线程池允许创建的最大线程数。如果队列满了，并且已创建的线程数小于最大线程数，则线程池会再创建新的线程执行任务。值得注意的是，如果使用了无界的任务队列这个参数就没用了。
  

• KeepAliveTIme：线程池中除去 核心线程外，其它线程的存活时间

  线程池的工作线程空闲后，保持存活的时间。所以如果任务很多，并且每个任务执行的时间比较短，可以调大时间，提高线程利用率。
  

• TimeUnit： 时间单位

  可选的单位有天（Days）、小时（HOURS）、分钟（MINUTES）、毫秒（MILLISECONDS）、微秒（MICROSECONDS，千分之一毫秒）和纳秒（NANOSECONDS，千分之一微秒）
  

• workQueue： 等待队列，当任务太多，线程数不够时，就会给放到队列中，等待被执行，执行FIFO原则（先进先出）

  用于保存等待执行的任务的阻塞队列。可以选择以下几个阻塞队列：
  ArrayBlockingQueue：基于数组结构的有界阻塞队列，按FIFO原则排序
  
  LinkedBlockingQueue：基于链表结构的阻塞队列，吞吐量高于ArrayBlockingQUeue，静态工厂方法 Excutors.newFixedThreadPool() 使用这个队列
  
  SynchronousQueue： 不存储元素的阻塞队列，每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量高于LinkedBlockingQueue，静态工厂方法Excutors.newCachedThreadPool()使用了这个队列
  
  PriorityBlockingQueue： 一个具有优先级的无限阻塞队列。
  

• threadFactory：创建线程的线程工厂，可以进行一些定制操作

  可以通过线程工厂为每个创建出来的线程设置更有意义的名字，如开源框架guava
  

• RejectedExecutionHandler： 拒绝策略，当任务满了，完全放不下时执行的拒绝手段

  当前线程数量饱和了，采用一种策略来处理新提交的任务：
  
  AbortPolicy:直接抛出异常，默认情况下采用这种策略
  CallerRunsPolicy:只用调用者所在线程来运行任务
  DiscardOldestPolicy:丢弃队列里最近的一个任务，并执行当前任务
  DiscardPolicy:不处理，丢弃掉
  

创建代码

• 创建线程池，可以创建THreadPoolExecutor对象来创建， 也可以使用Executors 的工厂方法来创建

• ThreadPoolExecutor：

  public ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor() {
          // 创建一个 队列
          LinkedBlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue<>(10);
  
          // 核心线程4个 最大线程数8  非核心线程存活时间300  TimeUnit时间单位   Queue超过线程数存储到什么队列中
          ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(4, 8, 300L, TimeUnit.SECONDS, queue);
  
          // 设置线程工程，自定义一下
          threadPoolExecutor.setThreadFactory(new ThreadFactory() {
              @Override
              public Thread newThread(@NotNull Runnable r) {
                  // ThreadFactory工厂 , 可以对 线程任务分发线程，进行一些特定行为：取名称..等
                  return new Thread(r , "任务class名称:---" + r.getClass().getName());
              }
          });
  
          // 设置内存饱满处理机制
          // hreadPoolExecutor.AbortPolicy() 是一个内部类 ， 所以这个new 是创建的 AbortPolicy 对象
          threadPoolExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
  
          // 创建线程池
          return threadPoolExecutor;
      }
  

• 使用Executors 静态工厂方法来创建：

  CachedThreadPool:可缓存的线程池，该线程池中没有核心线程，非核心线程的数量为Integer.max_value，就是无限大，当有需要时创建线程来执行任务，没有需要时回收线程，适用于耗时少，任务量大的情况。
  
  SecudleThreadPool:周期性执行任务的线程池，按照某种特定的计划执行线程中的任务，有核心线程，但也有非核心线程，非核心线程的大小也为无限大。适用于执行周期性的任务。
  
  SingleThreadPool:只有一条线程来执行任务，适用于有顺序的任务的应用场景。
  
  FixedThreadPool:定长的线程池，有核心线程，核心线程的即为最大的线程数量，没有非核心线程
  

  // 创建方法
  ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
  

启动任务

• 启动线程任务有两种方法：
• execute方法用于提交不需要返回值的任务

threadPoolExecutor.execute(new Runnable() {
          
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });

• submit方法用于提交一个任务并带有返回值，这个方法将返回一个Future类型对象。可以通过 这个返回对象判断任务是否执行成功，并且可以通过future.get()方法来获取返回值，get()方法会阻塞当前线程直到任务完成。

Future<?> future=threadPoolExecutor.submit(futureTask);
      
        Object value=future.get();

关闭线程池

• 有两个关闭线程池的方法
• shutdown或shutdownNow方法 ：原理都是遍历线程池中的工作线程，然后逐个调用线程的 interrup() 方法来中断线程，所以无响应中断的任务可能永远无法停止。

• shutdownNow首先将线程池的状态设置为STOP，然后尝试立刻停止所有正在执行或暂停任务的线程，并返回等待执行任务的列表
  

• shutdown只是将线程池的状态设置成SHUTDOWN状态，然后慢慢等任务执行完后中断所有正在执行的任务。
  

• 只要调用了这两个关闭方法的一个，isShutdown就会返回true。当所有的任务都关闭后，才表示线程池关闭成功，这是调用isTerminated方法会返回true。至于应该调用哪一种方法来关闭线程池，应该由提交到线程池的任务特性决定，通常调用shutdown方法来关闭线程池，如果任务不一定执行完，则可以调用shutdownNow方法。
  

合理配置线程池