Java线程池（围绕ThreadPoolExecutor讲解⼯作流程、常见参数、调优、监
控）
1. Java的
①合理使⽤线程池的好处
Java的线程池是运⽤场景最多的并发框架，⼏乎所有需要异步或者并发执⾏任务的程序都可以使⽤线程池。
合理使⽤线程池能带来的好处：
1. 降低资源消耗。 通过重复利⽤已经创建的线程降低线程创建的和销毁造成的消耗。例如，⼯作线程Woker会⽆线循环获取阻塞队列中
的任务来执⾏。
2. 提⾼响应速度。 当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能⽴即执⾏。
3. 提⾼线程的可管理性。 线程是稀缺资源，Java的线程池可以对线程资源进⾏统⼀分配、调优和监控。
②线程池的⼯作流程
⼀个新的任务到线程池时，线程池的处理流程如下：
1.线程池判断核⼼线程池⾥的线程是否都在执⾏任务。 如果不是，创建⼀个新的⼯作线程来执⾏任务。如果核⼼线程池⾥的线程都在执⾏任
务，则进⼊下个流程。
2. 线程池判断阻塞队列是否已满。 如果阻塞队列没有满，则将新提交的任务存储在阻塞队列中。如果阻塞队列已满，则进⼊下个流程。
3. 线程池判断线程池⾥的线程是否都处于⼯作状态。 如果没有，则创建⼀个新的⼯作线程来执⾏任务。如果已满，则交给饱和策略来处理这
个任务。
线程池的核⼼实现类是ThreadPoolExecutor类，⽤来执⾏提交的任务。因此，任务提交到线程池时，具体的处理流程是
由ThreadPoolExecutor类的execute()⽅法去完成的。
1. 如果当前运⾏的线程少于corePoolSize ，则创建新的⼯作线程来执⾏任务（执⾏这⼀步骤需要获取全局锁）。
2. 如果当前运⾏的线程⼤于或等于corePoolSize ，⽽且BlockingQueue 未满，则将任务加⼊到BlockingQueue 中。
3. 如果BlockingQueue 已满，⽽且当前运⾏的线程⼩于maximumPoolSize ，则创建新的⼯作线程来执⾏任务（执⾏这⼀步骤需要获取全局
锁）。
4. 如果当前运⾏的线程⼤于或等于maximumPoolSize ，任务将被拒绝，并调⽤jectExecution()⽅法。即调⽤饱和策略对任务进⾏处理。
⼯作线程（Worker)： 线程池在创建线程时，会将线程封装成⼯作线程Woker。Woker在执⾏完任务后，不是⽴即销毁⽽是循环获取阻塞队列⾥的任务来执⾏。
③ 线程池的创建（7个参数）可以通过ThreadPoolExecutor 来创建⼀个线程池：
corePoolSize（线程池的基本⼤⼩）：
1. 提交⼀个任务到线程池时，线程池会创建⼀个新的线程来执⾏任务。注意： 即使有空闲的基本线程能执⾏该任务，也会创建新的线
程。
2. 如果线程池中的线程数已经⼤于或等于corePoolSize ，则不会创建新的线程。
3. 如果调⽤了线程池的prestartAllCoreThreads()⽅法，线程池会提前创建并启动所有基本线程。
maximumPoolSize（线程池的最⼤数量）： 线程池允许创建的最⼤线程数。
1. 阻塞队列已满，线程数⼩于maximumPoolSize 便可以创建新的线程执⾏任务。
java线程池创建的四种2. 如果使⽤⽆界的阻塞队列，该参数没有什么效果。
workQueue（⼯作队列）： ⽤于保存等待执⾏的任务的阻塞队列。1. ArrayBlockingQueue ： 基于数组结构的有界阻塞队列，按FIFO（先进先出）原则对任务进⾏排序。使⽤该队列，线程池中能创建的最
⼤线程数为maximumPoolSize。2. LinkedBlockingQueue ： 基于链表结构的⽆界阻塞队列，按FIFO（先进先出）原则对任务进⾏排序，吞吐量⾼于
ArrayBlockingQueue。使⽤该队列，线程池中能创建的最⼤线程数为corePoolSize。静态⼯⼚⽅法
态。静态⼯⼚⽅法 wCachedThreadPool()使⽤了这个队列。4. PriorityBlokingQueue ： ⼀个⽀持优先级的⽆界阻塞队列。使⽤该队列，线程池中能创建的最⼤线程数为corePoolSize。
keepAliveTime（线程活动保持时间）： 线程池的⼯作线程空闲后，保持存活的时间。如果任务多⽽且任务的执⾏时间⽐较短，可以调⼤keepAliveTime，提⾼线程的利⽤率。unit（线程活动保持时间的单位）： 可选单位有DAYS、HOURS、MINUTES、毫秒、微秒、纳秒。
handler（饱和策略，或者⼜称拒绝策略）： 当队列和线程池都满了，即线程池饱和了，必须采取⼀种策略处理提交的新任务。new ThreadPoolExecutor (int corePoolSize , int maximumPoolSize , long keepAliveTime , TimeUnit unit , BlockingQueue <Runnable > workQueue , RejectedExecutionHandler handler )
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1. AbortPolicy ： ⽆法处理新任务时，直接抛出异常，这是默认策略。
2. CallerRunsPolicy ：⽤调⽤者所在的线程来执⾏任务。
3. DiscardOldestPolicy ：丢弃阻塞队列中最靠前的⼀个任务，并执⾏当前任务。
4. DiscardPolicy ： 直接丢弃任务。threadFactory： 构建线程的⼯⼚类
总结：
1. 常⽤的5个，核⼼池、最⼤池、空闲时间、时间的单位、阻塞队列；另外两个：拒绝策略、线程⼯⼚类
2. 常见线程池的创建参数如下。PS: CachedThreadPool核⼼池为0，最⼤池为Integer.MAX_VALUE，相当于只使⽤了最⼤池；其他
线程池，核⼼池与最⼤池⼀样⼤，因此相当于只⽤了核⼼池。
3. 如果使⽤的阻塞队列为⽆界队列，则永远不会调⽤拒绝策略，因为再多的任务都可以放在队列中。
4. SynchronousQueue 是不存储任务的，新的任务要么⽴即被已有线程执⾏，要么创建新的线程执⾏。
④ 向线程池提交任务使⽤ute()⽅法来提交任务：
⑤ 线程池的五种运⾏状态RUNNING ： 该状态的线程池既能接受新提交的任务，⼜能处理阻塞队列中任务。
SHUTDOWN： 该状态的线程池不能接收新提交的任务，但是能处理阻塞队列中的任务。（政府服务⼤厅不在允许众拿号了，处理完⼿头的和排队的政务就下班。）FixedThredPool : new ThreadExcutor (n , n , 0L , ms , new LinkedBlockingQueue <Runable >()SingleThreadExecutor : new ThreadExcutor (1, 1, 0L , ms , new LinkedBlockingQueue <Runable >())CachedTheadPool : new ThreadExcutor (0, max_valuem , 60L , s , new SynchronousQueue <Runnable >());ScheduledThreadPoolExcutor : ScheduledThreadPool , SingleThreadScheduledExecutor .
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4public void execute (Runnable command ) { // command 为null ，抛出NullPointerException if (
command == null ) throw new NullPointerException (); int c = ctl .get (); // 线程池中的线程数⼩于corePoolSize ，创建新的线程 if (workerCountOf (c ) < corePoolSize ) { if (addWorker (command , true ))// 创建⼯作线程 return ; c = ctl .get (); } // 将任务添加到阻塞队列，如果 if (isRunning (c ) && workQueue .offer (command )) { int recheck = ctl .get (); if (! isRunning (recheck ) && remove (command )) reject (command ); else if (workerCountOf (recheck ) == 0) addWorker (null , false ); }// 阻塞队列已满，尝试创建新的线程，如果超过maximumPoolSize ，执⾏jectExecution() else if (!addWorker (command , false )) reject (command );}
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1. 处于 RUNNING 状态时，调⽤ shutdown()⽅法会使线程池进⼊到该状态。
2. 注意： finalize() ⽅法在执⾏过程中也会隐式调⽤shutdown()⽅法。
STOP： 该状态的线程池不接受新提交的任务，也不处理在阻塞队列中的任务，还会中断正在执⾏的任务。（政府服务⼤厅不再进⾏服务了，拿号、排队、以及⼿头⼯作都停⽌了。）
1. 在线程池处于 RUNNING 或 SHUTDOWN 状态时，调⽤ shutdownNow() ⽅法会使线程池进⼊到该状态；
TIDYING： 如果所有的任务都已终⽌，workerCount (有效线程数)=0 。
1. 线程池进⼊该状态后会调⽤ terminated() 钩⼦⽅法进⼊TERMINATED 状态。
TERMINATED： 在terminated()钩⼦⽅法执⾏完后进⼊该状态，默认terminated()钩⼦⽅法中什么也没有做。
⑥线程池的关闭（shutdown或者shutdownNow⽅法）
可以通过调⽤线程池的shutdown或者shutdownNow⽅法来关闭线程池：遍历线程池中⼯作线程，逐个调⽤interrupt⽅法来中断线程。
shutdown⽅法与shutdownNow的特点：
1. shutdown⽅法将线程池的状态设置为SHUTDOWN状态，只会中断空闲的⼯作线程。
2. shutdownNow⽅法将线程池的状态设置为STOP状态，会中断所有⼯作线程，不管⼯作线程是否空闲。
3. 调⽤两者中任何⼀种⽅法，都会使isShutdown⽅法的返回值为true；线程池中所有的任务都关闭后，isTerminated⽅法的返回值为true。
4. 通常使⽤shutdown⽅法关闭线程池，如果不要求任务⼀定要执⾏完，则可以调⽤shutdownNow⽅法。
2. java线程池的调优以及监控
①线程池的调优（线程池的合理配置）
先从以下⼏个⾓度分析任务的特性：
1. 任务的性质： CPU 密集型任务、IO 密集型任务和混合型任务。
2. 任务的优先级： ⾼、中、低。
3. 任务的执⾏时间： 长、中、短。
4. 任务的依赖性： 是否依赖其他系统资源，如数据库连接。
任务性质不同的任务可以⽤不同规模的线程池分开处理。 可以通过 Runtime().availableProcessors() ⽅法获得当前设备的 CPU 个数。
1. CPU 密集型任务配置尽可能⼩的线程，如配置 N c p u + 1 N_{cpu}+1 Ncpu+1 个线程的线程池。
2. IO 密集型任务则由于线程并不是⼀直在执⾏任务，则配置尽可能多的线程，如 2 ∗ N c p u 2*N_{cpu} 2∗Ncpu。
3. 混合型任务，如果可以拆分，则将其拆分成⼀个 CPU 密集型任务和⼀个 IO 密集型任务。只要这两个任务执⾏的时间相差不是太⼤，
那么分解后执⾏的吞吐率要⾼于串⾏执⾏的吞吐率；如果这两个任务执⾏时间相差太⼤，则没必要进⾏分解。
优先级不同的任务可以使⽤优先级队列 PriorityBlockingQueue 来处理，它可以让优先级⾼的任务先得到执⾏。但是，如果⼀直有⾼优先级的任务加⼊到阻塞队列中，那么低优先级的任务可能永远不能执⾏。
执⾏时间不同的任务可以交给不同规模的线程池来处理，或者也可以使⽤优先级队列，让执⾏时间短的任务先执⾏。
依赖数据库连接池的任务，因为线程提交 SQL 后需要等待数据库返回结果，线程数应该设置得较⼤，这样才能更好的利⽤ CPU。
建议使⽤有界队列，有界队列能增加系统的稳定性和预警能⼒。可以根据需要设⼤⼀点，⽐如⼏千。
使⽤⽆界队列，线程池的队列就会越来越⼤，有可能会撑满内存，导致整个系统不可⽤。
② 线程池的监控
可以通过线程池提供的参数读线程池进⾏监控，有以下属性可以使⽤：1. taskCount ：线程池需要执⾏的任务数量，包括已经执⾏完的、未执⾏的和正在执⾏的。2. completedTaskCount ：线程池在运⾏过程中已完成的任务数量，completedTaskCount <= taskCount。3. largestPoolSize ：线程池曾经创建过的最⼤线程数量，通过这个数据可以知道线程池是否满过。如等于线程池的最⼤⼤⼩，则表⽰线程
池曾经满了。4. getPoolSize: 线程池的线程数量。如果线程池不销毁的话，池⾥的线程不会⾃动销毁，所以线程池的线程数量只增不减。5. getActiveCount ：获取活动的线程数。
通过继承线程池并重写线程池的 beforeExecute，afterExecute 和 terminated ⽅法，我们可以在任务执⾏前，执⾏后和线程池关闭前⼲⼀些事情。如监控任务的平均执⾏时间，最⼤执⾏时间和最⼩执⾏时间等。这⼏个⽅法在线程池⾥是空⽅法，如：
3. Java 线程池的常见问题1. 讲讲Java的线程池
基础讲解：
1. 以ThreadPoolExecutor 为切⼊点，讲解excute()⽅法中所体现的Java 线程池运⾏流程。
2. ⼯作线程Worker，它的循环⼯作特点
3. 如何新建线程池：7个参数（重点在阻塞队列和饱和策略）
进阶：
1. 线程池五个状态的特点以及如何进⾏状态之间的切换：running 、shutdown 、stop 、tidying 、terminated 。
2. 如何关闭线程：shutdown ⽅法和shutdownNow ⽅法的特点
3. 线程池的调优（针对任务的不同特性 + 建议使⽤有界队列）
4. 线程池的监控参数以及可以重写的⽅法。两种主要的线程池类型：普通的线程池ThreadPoolExecutor ，⽀持延迟或周期性执⾏的任务的线程池ScheduledThreadPoolExcutor 。讲解ThreadPoolExcutor 中5个常⽤参数+2个不常⽤参数，包含的三种线程池：创建时的参数、运⾏的流程、各⾃适合的场景。讲解ScheduledThreadPoolExecutor 的阻塞队列的原理、如何更改任务的time。提供了五种定义好的线程池，都可以通过Executors ⼯具类去调⽤，⽐如wFixedThreadPool(12)
2. 具体的场景，如果corePoolSize为x，maximumPoolSize为y，阻塞队列为z，第w个任务进来如何分配？
3. 线程池如何进⾏调优？线程池的调优（针对任务的不同特性 + 建议使⽤有界队列）
4. 线程池中的核⼼参数，超过核⼼size怎么处理，队列满怎么处理，拒绝策略有哪些？（⽐较具体）protected void beforeExecute (Thread t , Runnable r ) { }
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