Java线程池ThreadPoolExecutor
⽬录
0，Java 线程状态转换
1，Java 线程池的三种创建⽅式
newCacheThreadPool()：核⼼线程数是 0，⾮核⼼线程数是 2^31 - 1，没有阻塞队列（不存放任务）适合任务数⽐较密集，但每个任务执⾏时间较短的情况
newFixedThreadPool(n)：核⼼线程数是 n，没有⾮核⼼线程，阻塞队列最⼤为 2^31 - 1适⽤于任务量已知，相对耗时的任务
newSingleThreadExecutor()：核⼼线程数是 1，没有⾮核⼼线程，阻塞队列最⼤为 2^31 - 1适⽤于多个任务排队执⾏
public static ExecutorService newCachedThreadPool(){
return new ThreadPoolExecutor(
0, Integer.MAX_VALUE,60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads){
return new ThreadPoolExecutor(
nThreads, nThreads,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(){
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1,1,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
可以看到以上三种创建⽅式实际使⽤的都是 ThreadPoolExecutor 类，只是参数不同⽽已。
2，ThreadPoolExecutor 类的原理
ThreadPoolExecutor：基本的线程池实现
ScheduledThreadPoolExecutor：任务调度线程池：带有定时任务的线程池
在『任务调度线程池』功能加⼊之前，可以使⽤ java.util.Timer 来实现定时功能，Timer 的优点在于简单易⽤
但由于所有任务都是由同⼀个线程来调度，因此所有任务都是串⾏执⾏的，同⼀时间只能有⼀个任务在执⾏，前⼀个任务的延迟或异常都将会影响到之后的任务
线程池有五种状态：
RUNNING：正常运⾏状态，可接收新任务，可处理阻塞队列中的任务
SHUTDOWN：不会接收新任务，但会处理阻塞队列剩余任务
STOP：会中断正在执⾏的任务，并抛弃阻塞队列任务
TIDYING：任务全执⾏完毕，活动线程为 0，即将进⼊终结
TERMINATED：终结状态
1，构造⽅法及参数含义
ThreadPoolExecutor 类位于 urrent 包中，其参数含义如下：
public ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize,// 核⼼线程数，核⼼线程就是⼀直存在的线程
int maximumPoolSize,// 最⼤线程数，表⽰线程池中最多能创建多少个线程
// ⾮核⼼线程数 = 最⼤线程数 - 核⼼线程数
long keepAliveTime,// 针对⾮核⼼线程⽽⾔，表⽰线程没有任务执⾏时最多保持多久时间会终⽌
// 默认情况下，只有当线程池中的线程数⼤于corePoolSize时，keepAliveTime才会起作⽤
//  当线程池中的线程数⼤于corePoolSize时，如果⼀个线程空闲的时间达到 keepAliveTime，
//  则会终⽌，直到线程池中的线程数不超过corePoolSize
// 但是如果调⽤了 allowCoreThreadTimeOut(boolean) ⽅法
//  在线程池中的线程数不⼤于corePoolSize时，keepAliveTime参数也会起作⽤
//  直到线程池中的线程数为 0
TimeUnit unit,// 时间单位，与 keepAliveTime 配合使⽤，针对⾮核⼼线程
BlockingQueue<Runnable> workQueue,// 存放任务的阻塞队列
ThreadFactory threadFactory,// 创建线程的⼯⼚，可以为线程创建时起个好名字
RejectedExecutionHandler handler // 拒绝策略
/
/ 任务太多的时候会进⾏拒绝操作
// 核⼼线程，⾮核⼼线程，任务队列都放不下时
)
unit 参数有7种取值，在 TimeUni t类中有7种静态属性：
TimeUnit.DAYS;//天
TimeUnit.HOURS;//⼩时
TimeUnit.MINUTES;//分钟
TimeUnit.SECONDS;//秒
TimeUnit.MILLISECONDS;//毫秒
TimeUnit.MICROSECONDS;//微妙
TimeUnit.NANOSECONDS;//纳秒
workQueue 参数表⽰⼀个阻塞队列，⽤来存储等待执⾏的任务，有以下⼏种选择：
ArrayBlockingQueue：基于数组的先进先出队列，此队列创建时必须指定⼤⼩
LinkedBlockingQueue：基于链表的先进先出队列，如果创建时没有指定此队列⼤⼩，则默认为 Integer.MAX_VALUE
SynchronousQueue：这个队列⽐较特殊，它不会保存提交的任务，⽽是将直接新建⼀个线程来执⾏新来的任务
handler 参数表⽰拒绝策略，当线程池的任务缓存队列已满，并且线程池中的线程数⽬达到 maximumPoolSize，如果还有任务到来就会采取任务拒绝策略。
handler 通常有以下四种策略：
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy：丢弃任务并抛出 RejectedExecutionException 异常（这是默认策
略）
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但不抛出异常
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前⾯的任务，然后重新尝试执⾏任务（重复此过程）
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调⽤线程（调⽤者）处理该任务
2，⼀些重要⽅法
ThreadPoolExecutor 类中的⼏个重要⽅法：
execute()：向线程池提交⼀个任务，交由线程池去执⾏
submit()：也是向线程池提交任务，但是和execute()⽅法不同，它能够返回任务执⾏的结果
它实际上还是调⽤的 execute() ⽅法，只不过它利⽤了 Future 来获取任务执⾏结果
invokeAll()：提交⼀个任务集合
invokeAny()： 提交⼀个任务集合，哪个任务先成功执⾏完毕，返回此任务执⾏结果，其它任务取消
shutdown()：关闭线程池，再也不会接受新的任务
不会⽴即终⽌线程池，⽽是要等所有任务缓存队列中的任务都执⾏完后才终⽌
shutdownNow()：关闭线程池，再也不会接受新的任务
⽴即终⽌线程池，并尝试打断正在执⾏的任务，并且清空任务缓存队列，返回尚未执⾏的任务
isShutdown()：不在 RUNNING 状态的线程池，此⽅法就返回 true
isTerminated()：线程池状态是否是 TERMINATED
动态调整线程池的⼤⼩：
setCorePoolSize：设置 corePoolSize
setMaximumPoolSize：设置 maximumPoolSize
还有⼀些⽅法：
getQueue()
getPoolSize()
getActiveCount()
getCompletedTaskCount()
3，线程池状态
在 ThreadPoolExecutor 中定义了⼀个 volatile 变量，另外定义了⼏个 static final变量表⽰线程池的各个状态：
volatile int runState;// 当前线程池的状态
static final int RUNNING    =0;
static final int SHUTDOWN  =1;
static final int STOP      =2;
static final int TERMINATED =3;
线程池的状态变化：
当创建线程池后，线程池处于 RUNNING 状态
当调⽤了 shutdown() ⽅法，则线程池处于 SHUTDOWN 状态，此时线程池不能够接受新的任务，它会等待所有任务执⾏完毕当调⽤了 shutdownNow() ⽅法，则线程池处于 STOP 状态，此时线程池不能接受新的任务，并且会去尝试终⽌正在执⾏的任务当线程池处于 SHUTDOWN 或 STOP 状态，并且所有⼯作线程已经销毁，任务缓存队列已经清空或执⾏结束后，线程池被设置为TERMINATED 状态
4，线程池模型
ThreadPoolExecutor 类构造出来的线程池的模型如下：
⼤体上由三⼤部分组成：
核⼼线程：⼀直存在的线程，数量为 corePoolSize
在创建了线程池后，默认情况下，线程池中并没有任何线程，⽽是等待有任务到来才创建线程去执⾏任务；当线程池中的线程数⽬达到 corePoolSize 后，就会把到达的任务放到缓存队列当中；
除⾮⼿动调⽤了 prestartAllCoreThreads() 或者 prestartCoreThread() ⽅法，来预创建线程，即在没有任务到来之前就创建线程。
⾮核⼼线程：临时创建的线程，会根据任务的多少来进⾏创建
java线程池创建的四种当然总的⾮核⼼线程的数量不能⼤于 maximumPoolSize - corePoolSize
如果总的⾮核⼼线程的数量很⼤，并且任务⾮常多，就会创建⾮常多的线程
任务队列：
SynchronousQueue：只能存放⼀个任务
LinkedBlockingQueue：可以⽆限存放任务，如果任务超级多，会有内存溢出的可能
同⼀时刻，线程池中所能接纳的最⼤任务数为：maximumPoolSize + 任务队列的长度；
当超出这个范围后，如果再有新的任务过来，将会被拒绝。
线程池中的线程的初始化：
默认情况下，创建线程池之后，线程池中是没有线程的，需要提交任务之后才会创建线程
在实际中，如果需要线程池创建之后⽴即创建线程，可以通过以下两个⽅法办到：
prestartCoreThread()：初始化⼀个核⼼线程
prestartAllCoreThreads()：初始化所有核⼼线程
处理任务的流程：
如果当前线程池中的线程数⽬⼩于 corePoolSize，每来⼀个任务，就会创建⼀个线程去执⾏这个任务
如果当前线程池中的线程数⽬>=corePoolSize，每来⼀个任务，会尝试将其添加到任务缓存队列当中
若添加成功，则该任务会等待空闲线程将其取出去执⾏
若添加失败（⼀般来说是任务缓存队列已满），则会尝试创建临时线程去执⾏这个任务
当核⼼线程，任务队列，⾮核⼼线程都使⽤完后，如果还有新的任务过来，将会进⾏拒绝处理
线程复⽤： 当线程处理完已分配的任务后，在没有销毁之前，还会⽤于去处理新的任务。这样可以避免创建过多的线程。
3，任务的执⾏过程

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